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网管个人工作总结(14篇)  总结是把一定阶段内的有关情况分析研究,做出有指导性的经验方法以及结论的书面材料,它可以给我们下一阶段的学习和工作生活做指导,因此好好准备一份总结吧。但是却发现不知道该写些什么,下面是小编帮大家整理的网管个人工作总结,仅供参考,大家一起来看看吧。网管个人工作总结1  转眼间入职已经一年了。这是我人生中弥足珍贵的一段经历,在此期间领导及同事在工作上给予我很大的帮助,在生活上给予我很多的关心,让我充分感受到了华兴处处是亲人啊。当然通过自己的努力,各方面都取得了一定的进步。  这一年时间的学习及工作,让我受益匪浅。首先,使我明白没有具体的实践经验,一切理论都是空谈,在工作的过程中我对自己的技术职责有了新的认识,更为重要的.是,对于人与人之间的有效沟通、合作、协调有了新的体会,我认为要想做好工作,就得先学会如何做人处事。  俗话说得好,无规矩不成方圆。遵守公司各项规章制度尤为重要,当然认真学习业务知识也很重要。我认为技术是一个要求细腻的部门,整天与现场实际存在的问题打交道,所以不允许粗心。在工作中要善于思考,发现问题便要与同事进行有效的沟通,高效率的解决问题。加强技术业务学习,拓宽知识面努力提高技术水平,做好自己的本职工作。在这期间,同事们都是悉心的指导,经常会教我如何使用正确的方法达到预期的效果。我觉得我们项目这个团队是一个融洽的团队、团结的团队、和谐的团队。我们大家一起工作,相互照顾,共同奋进。  时间越久,学到的方法和经验就越多,不断的汲取师傅、同事们的几年或几十年的现场经验,我想我会变得更好。可能对于目前的自己来说,技术工作做得还不够好,但是将每天的汲养慢慢转化成自己的东西,能够使自己有一点点的进步,我也就满足了。  在现场工作中,问题是时时存在,对应的解决办法时时会有新招,这对于现在的自己来说也就多了些磨练和经验。我就存在的一些问题,并根据实际的需要汇总了改进措施,如下:  1、施工队伍参差不齐,技术、质量控制困难。  2、施工作业队伍赶工期不重质量。  3、作业队工序安排不合理。改进措施:  1、认真进行图纸汇审。  2、开工前认真审查施工队的施工组织设计。  3、勤检查,严管理。  4、及时完整的做好对施工队的施工技术交底。  相比问题的存在,我项目组与土建项目部以及其他各部门的配合也是值得肯定的。  施工现场管理的好坏与同项目部以及各个部门的配合密切相关,入职以来,我看到了我部门同项目部各级领导、各部门人员积极沟通,齐心协力,这对施工现场管理起到了重要的促进作用。  在项目上目前我负责的日常主要工作有:  (1)工程竣工资料的整理与收集,并做好相关记录。  (2)对现场施工存在的技术问题进行协商解决。  (3)组织监理相关部门进行现场施工质量的验收评定。  (4)对分包单位月进度工程量进行汇总整理并及时上报给预算部门。  (5)对现场施工材料进行把控,及时编制物资需用计划并上传至物资部门。  (6)积极协调其他部门和现场施工人员做好施工现场管理工作。  下一,我将和部门同事一起积极的同其他各部门继续加强配合,为实现工程在进度、质量、安全、盈利等方面取得全面进步而共同努力。  每天的工作继续着,生活继续着,我的征途也在路上继续奔跑着。网管个人工作总结2  在师德方面,拥护党的方针政策,保持走社会主义途径,热爱社会主义,热爱社会主义教导事业;关切国度年夜事,订阅《解放日报》、《电脑报》等多份报刊杂志。积极参加学校每周一次的政治、业务学习。屈服领导,听从学校的支配,团结同事,热爱自己的本职工作。平时注重言谈举止,树立自己优越的教师形象。我在提高自己思想觉悟的同时,也注重自己知识框架的稳固和完善。已经在20xx年的12月份参加了MSCE培训,以此来完善自己的盘算机应用能力,提高工作质量和工作效率,现于5月获得工程师认证证书。我现所从事的工作是网络治理员和电教帮助,我的工作性质对照特殊和繁锁。  本年,图文信息中心的建成,使我的`工作情况年夜年夜改良。但随之的工作量是巨年夜的。期初的网络布线和调剂工作经常使我废寝忘食,甚至加班加点。看着校园网的逐步完善,我打心眼里快活。现在我校的校园网初具范围,包孕图文、文件共享、学分制治理、学籍治理等均可在网络上实现。同时内网和外网可互通。对于学校盘算机的硬件或软件损坏,我均可应用我所学的知识进行修理和调剂,并做好工作日志,以便下次参考。电教帮助工作是繁琐的。幸好有新来同志协助,尽可能的应用好资源,为教师的教导做好后盾。把学习和兴趣、理论和实践慎密结合是我一直以来的学习和工作态度;为学校树立的网站在本次县网站评比中获得铜奖。  当然,耐劳认真、踏实、稳重、有筹划有目的的安排这更是我学习和工作的根本素质。希望自己能有更年夜的提高。网管个人工作总结3  时间一晃而过,弹指之间,20xx年已接近尾声,作为某某系统最基层的一名信息化建设工作者,回顾一年来的工作,既有收获也有不足,下面对自己这一年来的工作进行总结:  加强学习,不断提高自己的理论功底和业务素质。我的工作带有一定的专业性,需要具备一定的计算机网络专业知识,而我上学读的又不是这个专业,为此,我经常光顾一些大型的计算机专业网站和论坛,不断的汲取知识,掌握常用软件的使用及操作技巧,了解主流硬件的主要性能和市场动态,还系统的学习了《某某信息化手册》,并通过网上在线答题测试自己的学习效果。随着知识的不断积累,业务技能不断提高,我对自己的工作越来越得心应手  我的主要工作是负责全局网络、计算机设备及软件的日常维护。目前我局共有服务器3台,计算机57台,打印机16台。为保证这些设备的正常运转我主要做了以下点工作:  一、每台电脑都根据工作岗位要求做不同的设置,并做好系统备份,做到出现故障后能通过还原操作及时修复,不影响工作。  二、安装瑞星网络版杀毒软件,每周定期升级2次,并在今年9月份进行跨版本升级,使全局杀毒软件升级到最新版本,有效的防止病毒的入侵。12月份,全局因为杀毒软件当时查杀不出的“扫荡波”病毒曾造成全局网络的.瘫痪,发现问题后,我及时针对问题进行处理,2天时间恢复正常。  三、用2个月的时间分批将全局的电脑操作系统升级为最新版的WindowsSP3。  四、对全局电脑安装远程控制和监控软件,对基层分局的电脑故障可以不到现场,在我的办公室里就能把问题解决,既提高效率,又减少成本。  五、对外网用户进行流量及下载类型限制,禁止对视频、音频及可执行文件的下载,保障了每个人的带宽和系统安全。  六、对重要资料及时备份,分局网站每周备份一次,区局每年的影音、文字资料年底统一备份至服务器、移动硬盘和光盘。  七、今年局里从旧楼搬迁到新楼办公,搬迁前我对新楼的所有网络设备的安装和布线进行周密的设计和安装,网线、电源直接连接到每个同志的办公桌,大家搬过来连上电脑就能办公。  八、视频会议系统的调试,保障会议的顺利召开。遵规守纪,争当表率。我常年坚持不迟到、不早退,晚上经常加班更是毫无怨言,并出色的完成了奥运期间的安保工作和夜间值班工作。  总结了一年来的学习工作情况,我觉得只是尽我的职责,做了一些本该做的事,在今后的工作中,我一定努力地去学习,扎实地去工作,为我局信息化建设工作迈上一个新台阶的尽力所能及之力。网管个人工作总结4  在新的一年里,我调入了网络支持部。这是从客服走向技术的一个转变。在这快一个月时间里,我对自己网管部的工作做了如下总结:  1。在现在的岗位上,  客服和客户是我们的主体,让客服和客户满意是我们的职责。随着现在客服的技术能力不断的提升以及客户对互联网知识越来越普及,我们也需要通过学习来提升自己。不能永远呆在原点,需要勇敢先前迈出一步。提高自身的水平。通过利用网络资源、各类相关专业的书了解it动向,开拓自己的`视野和思维。  2。从工作方面,  邮件内容从以前的客服回复的流程性答复,到今天的通过技术来说服客服和客户。在工作中及时完成相应的事务,通过事务中遇到的问题,来提升自身技术能力。在快一个月的值班中,每天受理大概30个事务量,通过客户反馈的邮局,主机问题。对相应的问题做出判断,然后进入服务器进行调整,让用户的产品恢复正常的使用。虽然看起一个简单的事务,但是有的事务,涉及到很多方面的因素。我们需要细心的查看,详细的确认。来解答客户所遇到的问题,我相信只有先能说服自己,才能说服客服。  3。值班网管这个岗位,  以前的印象中,觉得没有现实中那么困难,当我真正在这个岗位的时候,我发现比想象中难了好多。技术做的工作是开发和维护好相应的产品,要让人家信服你的能力,通过技术来证明自己,不能让别人来质疑你的技术。也许我现在懂的很少,我相信只要自己去努力并多向老员工请教,会慢慢与大家走在一起。在后续的工作中,暂时的目标是先做好自己的工作,好好提升自己。  4。节日马上要来了,  希望通过和同事共同的努力,提高了网管的技术水平,取得一定的成绩。并提高部门的满意度,但在工作中,自身尚有不足之处,还需继续努力提高自身的能力。寄望于20xxxx更加努力,为自己和部门做出努力!网管个人工作总结5  xx年里我作为公司的网管,在网络和电脑的维护管理工作中做到尽职尽责,下面是我的xx年的个人工作总结如下:  一、xx年我作为网管主要工作内容:  1、操作系统的维护工作。  主要包含:操作系统的更新维护。软件的安装调试。找寻同事领导提出的新软件。  2、网络的维护工作。  主要包含:网络杀毒软件的安装部署。网络的正常通讯。网络服务器的维护。增加网络管理软件对内部网络的使用规范进行有效的控制。安装并调试完毕公司的网络系统。  3、复印机、打印机、传真机等相关办公设备的调试、采购、维护工作。  主要包含:复印机出现故障时作出正确的处理,使之不耽误正常的复印工作。保障各部门的打印机和传真机正常工作。采购相关的设备耗才。维护办公设备的正常运行。联系供应商对设备进行维护、保养、维修。  4、电脑及部分耗材的采购工作。  主要包含:采购办公室新近员工办公用的电脑,并按使用程度作出不用的采购方案。  二、xx年里我的工作中的欠缺与改善方法  xx年一年多的工作总有不足的地方,有些是自己能感受到的有些是领导指出的。做出总结争取在来年的工作中能够得到好的改善。  1.网络行为的控制  现象:部分同事不能严格要求自己的上网行为,出现看电影、玩游戏聊天等情况并且严重的影响了工厂网络的正常运行造成网络堵塞、掉线、病毒感染等情况。  改善方法:上新的网络管理软件。  入职以来,本人热爱自己的本职工作,并一直有做到以下几点:勤劳奉献、克尽职守,兢兢业业、听从领导安排、和同事们的关系相处得比较和谐、视公司为家的`思想,本人虽然有些许优点,但也存在诸多的不足之处,如:做事不够效率、考虑事情不够长远和系统、业务知识的欠缺、客户沟通不够顺畅、处事不够大胆、细心,我相信通过我的努力我会与这些缺点说声告别并与优点同步。  本人今后的努力方向是:树立起良好的自身形象,在工作中成为同事的榜样,视他/她人之事为已任,在生活中成为同事的信任伙伴。认真安排好各项工作的具体时间,分清工作主次和轻重缓急,做到有理、有节、有序、有效。按时完成领导交办的具体工作,不拖延、尽量僻免范错误的可能,有始有终,工作进展情况及时向领导,以便于领导能统筹全局,灵活安排。多向领导、同事虚心学习工作方法,多与大家进行工作中的协调、沟通,从大趋势、大格局中去思考、去谋划、博采众长,提高自身的工作水平;提高工作质量,具备强烈的事业心、高度的责任感。每一件事情做完以后,进行思考、工作,真正使本职工作有计划、有落实。  找出工作中的不足,做到善于自我反省;爱岗敬业,勤劳奉献,不能为工作而工作,日常工作主动出击而不是被动应付,积极主动开展工作,善谋实干,做到肯干事,敢干事,能干事,会干事;在日常工作、会议、领导讲话等场合,做到有集中的注意力、灵敏的反应力、深刻的理解力、牢固的记忆力、机智的综合力和精湛的品评力;在办事过程中,做到没有根据的话不说,没有把握的事不做,不轻易许愿,言必行,行必果;培养自己的综合素质,提高自身的业务能力,以便为XX的明天奉献自己的力量,为本职事业做出更大的贡献。  自从进入XX公司,我始终视自己为XX公司主人中的一份子,公司的一草一木都有责任和义务去爱护,地上哪怕是一片垃圾,我希望因我的存在而成为一块绿色、环保的草坪或鲜花;我很乐意能与在座的各位一起学习、一起进步,因为我希望我所接触的人群当中每一个都是有素质、有修养、能屈能伸的人才,让每个去过XX公司的人们都能感受到XX的文化与热情,让每个接触过XX公司的人都能给对方留下深刻的'良好印像!我的人生信条是:充实而不后悔地过好每一天!  一直以来感谢袁总及各位领导的悉心栽培和提携,工作的进步离不开的各位领导和各位同事的提点,同时也多谢各位领导各位同事一年来对没有工作经验的我或者说有时哪位同事交待我某些事情做的不够及时不够到位的请多多包涵,今后我一定会往准时、高效率地方向努力。  今天很开心能与在座的各位分享工作中的,今后我们将携手并肩作战为XX公司打造更美好的明天而拼博奋进,在20xx年即将接近尾声的同时,预祝大家新春快乐,在20xx年多寿多福、战无不胜;祝XX公司事业日新,宏图大展!谢谢各位!网管个人工作总结6  时间一晃而过,弹指之间,20xx年已接近尾声,作为公司的一名网络管理人员,就我一年的工作情况做一总结并向领导汇报:  一、网络管理和计算机维护工作  工作内容:主要负责公司网络正常运行和计算机软、硬件的维护,并保证计算机及相关网络的正常运行,公司计算机上软件的安装及维护,软件在使用过程中出现问题的解决,预防设备及整个网络受到病毒或黑客攻击,以及公司内部共享资源的设置等。  完成情况如下:  (一)、计算机硬件的更换,购置和维护情况  今年,公司大力改善员工办公环境,更换大批办公设备。在此过程中,努力做好新电脑设备的选型、系统的安装、办公软件的安装,协助分配相关办公设备。并负责对回收的旧电脑进行硬件维护、灰尘清理、格式化硬盘、重新安装操作系统以及再分配工作。  (二)、日常维护工作  本年度共进行电脑网络维护110余人次(不含新旧电脑设备的更换安装),其中安装系统约30余次、财务室精算服务器的安装维护3次、金蝶财务服务器的安装维护3次。  (三)、网络改造工作  1、公司用近一年的时间对工程和房产公司办公大楼的办公环境进行了改造,同时也更换了所有的网络设备、并对网络布局重新做了调整。在此过程中,努力完成了办公楼网络拓扑结构的设计、设备的选型、走线方式的设计、施工过程进行协助和监督、机房的位置选定及布局设计、机房内网络设备的安装调试,并协助工程公司完成装修过程中的网络面板和电话面板的安装调试、布线后的测线工作。  2、认真完成财务室内部小局域网的设计、布线、设备安装工作,及时帮助各财务室解决各种计算机故障,及时更新杀毒软件,做到财务室局域网与公司互联网物理隔绝,确保公司财务办公自动化保密、安全的正常运行。  3、协助完成售房部小局域网的布线、调试、打印机共享工作。  4、 (四)、《公司网络管理办法》制定工作  本工作主要协助制定后期网络管理、维护细则,让公司网络的使用走向正规化、常态化,加快公司办公自动化发展的合理化进程。  二、视频会议服务工作 工作内容:主要负责公司视频会议设备的正常运行、更换、维护,并在会议前后及时开、完成情况如下:  (一)、协助装潢公室完成新视频会议室的相关设备的布线设计工作。 关相关设备、总裁办公会中播放学习视频等。  (二)、认真做到了每周的总裁办公例会和其他视频会议的`设备维护工作,并保证视频会议设备的正常运行。  (三)、认真做好每周的总裁例会前的领导视频学习工作,其中包括上半年中学习视频的编辑、向上海传送视频工作(下半年工作由人力资源部负责),以及做好总裁例会视频播放工作。  三、公司监控设备维护工作  工作内容:主要负责公司监控设备的正常运行、定期维护、以及保证监控内容的保密性和完整性等工作。  今年,公司为了做好安全防范工作,在公室各周围安装了监控设备。  其他工作:1、协助电工排查了公司内部电路的部分电线老化的问题、  2、参加财务部金蝶软件的培训工作,主要是为了更好的进行财务室电脑财务软件的维护,做到财务部金蝶财务软件客户端可以自行安装维护,加强财务的保密性。  存在的不足:一、上半年,各项工作没有及时向领导汇报,经过领导的悉心指导,我意识到自己工作缺乏原则性和汇报及时性,在以后的工作中,我会做到常规工作总结汇报、紧急工作及时汇报、临时工作请示汇报。  三、和领导的沟通相对较少,只顾埋头工作,很多工作因为没有及时向领导请示,也使得工作和领导想的不一样。网管个人工作总结7  本人于3月份进入公司工作,先是在主体运维部仓库做仓管,负责本部的设备及零星材料的出入库和设备的送修返修。管理期间本人工作表现得到大家的认可。5月份调至网管中心负责业务资源核查工作,为了尽快上手,本人在工作中不断学习不停摸索,现已掌握传输方面的资源核查,并增进了对设备、组网方式的认识,业务水平已不断提高。除完成业务资源核查单外,还协助各部门对各网元站点进行业务核查,安排施工队布线并监督其进程。  一、年度取得的进步或主要收获  7月中旬,由于工作的需要,本公司运维部门资源调度中心的工作地点转移至石柱岭机房,并成立了专门的资源核查中心。资源核查人员由原来的5人缩减成3人。这不仅增加了资源组的工作压力,更是我参加工作以后的第一次重大的考验。人员缩减但工作量不变,迫使我不得不快速成长。核查中,我发现一系列问题并不断向有经验的同事请教,不管是涉及传输、光缆纤芯还是交换专业,只要有疑惑就马上找到各专业技术支撑刨根问底。经过不懈努力,我逐渐对南宁现网的网络结构有了大致了解,由未知变成认知,由认知到熟悉。就算没有技术支撑的协助,也能很好地理清路由走向及接入方式,大大缩减了业务资源核查调度单的时间,为业务部发展业务提供更好的服务支撑。  自调往资源中心之后我多次积极参加部门内部培训,通过参加不同的培训提高自己的认知,也通过培训了解到每个岗位的工作都需要我们大家协力配合才能完成。培训不仅让我学到知识,跟部门的同事之间相处更加融洽,毕竟下班后大家聚在一块的机会总是很难得的。  二、存在不足或问题  1、由于前期对设备和各业务需求不熟悉导致回复错误信息,给网建部带来很多不必要的麻烦。了解这个事实后在后期加强这方面的学习,坚决杜绝再犯如此错误。  2、因为竣工资料交接不齐导致对各专业的资源掌握不足,特别是对县份的资源掌握不齐全。虽然核查工单能在规定时间内作出回复,但却不能保证准确率。需要跟网建部进行沟通协商。  3、在日常工作中不够细心,工作上许多小问题没能及时发现给周边同事甚至领导主管带来麻烦与无奈。本人保证日后的工作中一定会取长补短,多加注意,把粗心这一坏毛病改掉,全心全意为公司更美好的明天增光添彩。  三、下年度工作设想  继续在清查现网资源上加强把控。已经成立专门的.资源核查小组力争准确度达到要求。与代维单位各县份机务人员沟通协助把控各县份现网资源。  针对准备启用的资源核查系统,资源中心进行再次内部调整,由原单个人负责单专业的业务资源核查变成三人核查各专业的业务资源核查单,在资源中心内不再分个人专业,不仅有利于当出现二缺一的情况下业务资源核查工作照常运转,在力争资源核查准确度达标的同时,个人的工作能力也将有显著的提升。网管个人工作总结8  时间一晃而过,年底悄然而至,自从3月份刚进入酒店,我是第一次接触酒店的管理及维护。虽然我所熟悉的只是电脑软、硬件的基本维护,领导给了我机会,让我有了一次尝试、一次展现自己的平台,那么我一定会更加倍的努力做好工作才是最大的回报。并且也是对自己的一次肯定。经过一段时间的工作及陌生环境的磨合,专心钻研业务知识,努力提高理论知识和业务工作水平。踏实的工作认真完成领导交办的各项工作任务,由区域网管李劲成为首,带领我们完成各项工作,工作稳定前进。协同配合默契。使自己渐渐的融入和适应到新的.工作环境中。在领导和同事们的悉心关怀和支持帮助下,通过自身的不懈努力,在思想、学习和工作等方面取得了新的进步。总结如下  一、酒店电脑日常维护工作  目前南京地区的大部分门店,开业都在2-4年的时间,酒店的电脑、打印机、交换机、路由点设备都开始逐渐老化。刚一开始接手工作的时候,发现酒店大部分工作电脑都没有安装安全防护软件和升级系统补丁;致使酒店局域网内病毒隐患严重、特别是前台的机器,工作不稳定和系统崩溃,影响正常的工作秩序,为此酒店和个人工作经常受到影响。针对这种情况,我采取了以下措施:  1、先恢复良好的秩序。电脑使用时如发现故障和需更改设,必须先报告酒店IT人员,由专门人员来进行专业及针对化的操作,个人不能私自进行改动,进行这样做的目的避免由于人为的盲目操作使某一台电脑的故障影响整个局域网内的其它工作,使故障扩大化,并延长了解决问题的周期。  2、使员工使用统一的、经过安全测试的系统及应用软件,安装、设统一的杀毒软件、防火墙等安全防护软件,且经过努力实践,并在每台机器上设定了自动系统补丁升级及定期查杀规则。  3、对于个人的关键性数据资料、邮件进行路径转移备份,提醒他们U盘里面的数据要在硬盘里面备份,避免意外丢失所带来的严重后果。操作系统进行常规定期备份,便于事后的还原。  二、网络以及酒店管理软件的日常维护  定时定期的为各家门店酒店管理软件实行数据库异地备份,确保酒店营业数据的安全性。  路由器及交换机的维护管理,确保酒店网络运行正常,客人可以正常访问网络资源。加强路由器的规则设,配合上海总公司的安装调试以及设备更新。使酒店内外网稳定有效地工作。  总结10年的学习工作情况,我觉得只是尽我的职责,做了一些本该做的事。在很多方面还存在着不足。20xx年,将是全新的一年,也是自我挑战的一年,我将努力改正过去一年工作中的不足,强化理论和业务学习,不断提高自己的技术,把新一年的工作做好,为酒店更好的发展尽一份力!网管个人工作总结9  我的工作岗位为网络管理员,主要负责网络管理和电脑维护、光盘软件刻录工作。此项工作主要包括公司计算机硬件的维护、管理,并保证公司全部计算机及相关网络产品的正常工作,公司计算机上软件的安装及维护,日常办公软件在使用过程中出现问题能够及时的解决,防治电脑问题导致工作不能正常开展。  对于这几个月来的工作内容总结如下:  (1)部门电脑系统安装配置以及光盘刻录工作。  8、9月份主要对开发部新、旧电脑系统、软件进行了统一的安装设置。软件刻录工作上主要由部门文员万群利协助完成,软件刻录总数量为1471盘。  (2)计算系统及软件维护。  日常维护的电脑基本为90多台。电脑硬件总体来讲,后购置的电脑出现问题频率较少,主要问题出现在以前的旧电脑,由于机器多年的使用且已过保修期,所以出现故障频率较高,网卡、内存条出现故障的机率是最多的。近期的新机器除了日常的软件和系统故障维护之外,硬件方面很少出问题。  另外有一些属网络故障,线路问题等。其中一厂2次出现网络瘫痪问题。一是由于仓库跟车间的网线造成环路,导致网卡向局域网发送大量数据报,阻塞交换机交换数据;二是由downho.com于电信modrn损坏造成。经过分段排查都能迅速解决,并恢复网络的正常使用,保证日常工作的进展。  安全方面:11月份, “改变你的一生”木马病毒曾对一厂达10台电脑进行破坏!公司没有硬件防火墙,只能用软件防火墙进行防护,对安全方面的防护基本不存在。另外还有的是车间电源的问题问题,不间断的电源跳闸也是造成电脑系统数据丢失的最终祸首。  (3)邮件服务维护相关工作。网格管理员工作总结部门内部邮箱新增及变更,主要是关于部门新来职员邮件开通,以及各部门邮件有时无法收取等一类问题。  (4) 公司ER服务器管理系统情况  ER数据管理系统数据库及服务器端安装在文件服务器上,由于ER还没有正式启用,平时的ER服务器数据更新由远程协助来完成。ER软件依赖于整个局域网,只要局域网正常运行,整个系统就能运作。ER服务器软件测试存在的相关问题由ER工程师和ER软件公司联系解决。  (5)做好技术服务器技术图库文件的备份工作  备份工作是由服务器完成,其方法是任务计划运行批处理命令。数据的备份是以工作日进行备份,做好相关资料盘符的备份工作,以备服务器硬盘的损坏,文件丢失。由于hos及系统相关问题,备份一直没有得到很好的完善,中间不时有备份不完全问题。  总结这几个月的工作,尽管有了一定的进步和成绩,但我觉得还存在着以下不足:  1、由于是新员工对公司的各项规章制度还不是很了解,上级交办的事情未能及时的处理和解决,从而导致一些该解决的问题一拖再拖的现象发生,因此在以后的工作中必须加这方面的改进力度。  2、有时对问题考虑太多、太复杂,降低了工作效率,延误了规定的完成时间。  3、遇到困难的时候与领导沟通不够等等,这都有待于在今后的工作中加以改进。  4、要加强个人技能以及对计算机各信息系统的管理。  在新的'一年中,为了更好的实现为各部门服务的目标;对所管辖范围内的软硬件系统的管理比上一年有了更高的要求和提升,确保网络正常稳定有效地运转,以及数据的准确安全。的大致工作计划为:  1、对公司部分旧电脑进行设备升级。  2、公司计算机及网络方面的管理情况有待改进,搬迁后重新整理和完善公司网络拓扑。另外,计算机管理也没有成文的管理制度,因此机器的配较为混乱,搬迁后对公司所有计算机都进行了详细的配置登记,并把每台机器责任到人。  3、为进一步增强服务器和网络系统的稳定性和管理,对服务器系统进行重新整理和规划,具体实施和完成计划在年初。  4、结合公司的发展,加强信息化建设,努力实现办公自动化和管理信息化 ,OA平台的测试及上架协助以及上架后使之能更具体化、规范化和制度化。  5、基层部分员工没有计算机基础,开展计算机基础知道普及教育培训。主要涉及内容为WORD、EXCEL以及电脑安全问题基础知识。  20xx年,是全新的一年,也是自我挑战的一年,我将努力改正过去一年工作中的不足,强化专业技能,不断提高自身综合素质,把新一年的工作做好,为公司更好的发展尽一份力!网管个人工作总结10  回首过去的20xx年,我感触很多。在这一年的工作当中,有成长、有收获,也有坎坷。但是总的来说,一年的工作让我积累了更多的工作经验,提高了专业技能,也让我对自己的工作有了更多、更深刻的认识。在这一年中,从人生角色转变、人生职业规划、业务技能提升及个人综合素质的提高等方面都使我收获颇多,感慨万千。用心完成各种工作任务,践行领导教诲,在工作中不断提高自己的业务素养,充实自己,弥补不足,做好自己的本职工作,为我院的发展壮大贡献自己的一份力量!  首先,我的工作内容大至可以分为两个部分:  一、结构设计及工程概预算;  二、党务工作及兼办公室工作。  针对工作的第一部分,我的感受就是勤能补拙、熟能生巧。作为专业技术人员,立足之本就是专业技能。通过又一年的锻炼,参与了大同监狱水池泵房、晋中监狱高度戒备监区、原平监狱监舍楼、未管所初步设计、忻州监狱围墙加固等工程的设计,在完成一个项目后,我都会针对审核人提出的意见和建议做总结,希望下次能少出现或尽量避免出现类似的问题。工作之余,对《建设工程造价管理》与《建设工程技术与计量》两本书进行了细致的学习,不断提高自己的专业技能来应对可能出现的问题。  针对工作的第二部分。我的感受是责任心最重要。时刻抱着对自己负责、对工作负责的态度。作为一个办公室兼职人员,比做专业更需要与人打交道,应该站在对方的角度去考虑问题,换个方位也许就能将问题考虑的更全面、更透彻。党务工作也通过与政治处更多的交流,以及向王工的请教,能够有整体把控,在14年基础上有所改进,更加及时条理的做好工作。  其次,我从思想上清楚的认识到:自己已经不再是刚参加工作的新人了。在考勤上有了较大进步,按时上下班,工作之余在办公室看书学习,能知道正所谓师傅领进门,修行看个人。经历过了第一年的.懵懂,也经历了领导和同事无微不至的关怀和帮助,从思想上与行动上真正成长为一名合格的公务人员。  最后,回顾20xx年,无论是工作上的还是生活上的,亦或者是思想上都收获了很多。我相信,只要我努力,工作一定会越做越好,绝不会辜负领导及同事们的期望。在这里感谢这一年当中给予我帮助的领导及同事,谢谢你们这一年里对我的帮助和照顾。曾今的酸甜苦辣我们一同走过,明天的风雨坎坷我们还将并肩同行,希望我们能一起成长,共同进步,快乐的享受工作!网管个人工作总结11  我从xxx回顾这两年我个人的工作情况,我的性格就是刚进入这个工作环境的时候,真的不习惯,后来慢慢习惯了。  自从我加入公司以来,我的主要工作是维护计算机和处理一些网络问题。在此期间,我的个性感谢您对我工作的帮助。我的性格就是刚开始工作的时候,对一些软件的应用不熟练,导致工作无法正常完成。通过不断的学习,我自己也有了很大的提高。在处方系统中,由于没有接受过公司的培训,所以对它只有一个大概的了解。开始接触处方的时候,总有很多问题不明白,给同事带来了一些改变。我感到非常抱歉。希望在以后的工作中能避免一些不必要的麻烦。  目前这个岗位的主要工作材料有三个:一是计算机及其网络的维护管理;第二,公司网站和VoIP系统的开发和维护。三、总经理办公室人少时协助工作。第四,实施IT培训和实际操作。  一、计算机及其网络维护管理工作  工作资料:这项工作主要包括公司计算机硬件的维护、采购和管理,保证公司计算机及相关网络产品的正常运行,公司计算机软件的安装和维护,软件使用中问题的解决,机器及整个网络受到病毒攻击的防控,公司计算机相关产品如打印机、复印机的日常故障维护和共享设置。  完成情况:今年这项工作的具体完成情况如下:  (一)、计算机硬件的更换、购买和维护状况  总的来说,公司的电脑硬件全年出现问题的频率比较少。除了日常简单的故障维护之外,每台机器都努力充分利用其硬件,并适当增加一些配置较低的机器的容量。  公司购买的其他电脑配件基本都是小型电脑配件,大部分属于原厂配件的扩充和损坏。整体硬件使用情况良好。  (2)、计算机系统和软件维护  目前公司及其分公司有近百台电脑。由于机器数量众多,日常故障屡见不鲜。主要计算机故障包括系统故障、网络故障、软件故障等。很多机器使用时间过长,导致系统垃圾文件过多,部分损坏,导致系统崩溃,重新安装系统。此外,还有一些是网络故障和线路问题等。其他软件问题主要包括处方的使用和办公软件的使用。  (3)公司计算机病毒的维护和预防  目前,网络上有许多计算机病毒,可以通过浏览网页、下载程序和电子邮件传播。为了采取防范措施,公司每台机器都安装了杀毒软件,并定期要求升级,以便及时处理发现病毒的机器。在过去的一年里,公司的机器中毒情况很严重。11月,机器大面积中毒,主要涉及网络外80%的机器。中毒后机器自动重启。最后的处理方法是将每台机器从网络上断开进行杀毒。查杀病毒后及时控制,发现是特洛伊变种病毒,通过一些网站传播,是后门程序。杀了又杀,所有杀毒软件都升级了,保证后期正常。  二、公司网站建设和VoIP开发维护工作  工作资料:公司网站建设主要包括公司网站的`信息更新和维护,完成情况:今年这项工作的具体完成情况如下:  (1)公司网站的建设状况、  调整网站中的错误码和整个网站中的垃圾文件和图片,处理连接错误;及时补充必要的信息,主要包括药品检验报告的更新和查询,公司的各类新闻等信息。互联网药品信息服务申请和系统网络安全等级备案数据的准备、提交和审核。  (2)公司网络电话的维护状态,  在我公司实施网络电话的过程中,出现了通话质量不稳定、断线等问题。这些问题大多发生在业务计费中,因为那里使用了大量的工作,但公司的网络布局也有关系,设备故障也及时更换。  第三,在品控部门人手不足时协助工作  人少的时候去验收室协助验收。在GSP更换过程中协助整理部分数据,提取数据。  第四、实施药品电子监管码工作培训和实际操作  实施药品电子监管码的编制和电子监管网络及手持终端设备的实际操作培训。  第五,有缺点  1.公司的电脑和网络管理情况比较混乱。另外,电脑管理也没有成文的管理制度,所以机器分配混乱。年底的时候,公司所有的电脑都进行了详细登记,每台机器都分配给了人。  2.目前处方软件的使用还存在一些不足,以后会努力学习。网管个人工作总结12  20xx 年已经离我们远去,回顾一年的时间里,克服了诸多问题和工作资源上的不足,刻苦钻研业务知识,努力提高理论知识和业务工作水平。遵纪守法,踏实工作认真完成领导交办的各项工作任务,使自己渐渐的融入和适应到新的工作环境中。过去的一年在领导和同事们的悉心关怀和支持帮助下,通过自身的不懈努力,在思想、学习和工作等方面取得了新的进步。总结如下:  一、工作站的日常维护工作  经过上一年的维护,工作站的使用情况良好,大的故障率明显下降,一些老旧的电脑都已经更换成了联想的商用电脑。工作站的使用者在没有注意的情况下使电脑中毒的现象偶尔发生,经过及时地查杀,电脑都已正常工作。  二、网络的日常维护  路由器及交换机的维护管理,确保公司网络运行正常,员工正常利用网络资源。几个月里克服现存数据资料的不足,并且把网络交换机的对应接口进行标识。加强路由器的规则设置,优化外网接口,使公司内外网稳定有效地工作。  网络监控设备真正的发挥了设备的作用,网络资源被滥用情况明显得到改善。  三、服务器的日常维护  公司新置的联想服务器运行状态良好,只是在使用过程中出现过一次大的故障,经和联想公司维修人员联系,更换服务器主板和硬盘后一切正常。  四、电话系统的调试与维护  主要工作为日常电话系统故障的排除,新员工电话分机的安装开通。电话线走向整齐划一,制作了所有分机号的对应表,现在公司所有电话号码使用、闲置情况一览无遗。  五、公司敏感数据的防护  在公司冯生的倡导和大力支持下,根据公司自身性质的特点,在 it 使用范围内制定了专门针对性的措施:  1、 根据工作性质不同,使不需外网的员工禁止访问外国网络。  2、把所有电脑的 usb 口禁用,防止公司核心技术外泄。  3、 对于公司的聊天记录和邮件收发进行定期存档。  4、对公司的重要数据定期进行备份。  六、监控及办公设备的维护  公司的办公设备在我长期维护下基本上运行正常,没有给公司的正常工作带来不便。只是有的时候有更换硬件时需要一定的时间。  总结一年的工作,尽管有了一定的进步和成绩,但在一些方面还存在着不足。比如:有时考虑问题太多、太复杂,降低了工作效率,延误了规定的完成时间;  遇到困难的时候与领导沟通不够等等,这都有待于在今后的工作中加以改进。  在新的一年里,将百尺竿头,更进一步,20xx 年的大致工作计划为:  1、解决公司的'网络接口瓶颈问题,争取把公司目前的带宽升级至光纤接入。  2、利用 it 资源增加视频会议系统,使总公司与分公司之间沟通更为快捷方便。  3、在公司内部开发使用一种简便、有效的工作平台,使之便于公司所有员工的交流探讨,发布公共信息。  4、进一步增强 it 系统和网络系统的稳定性和管理,使用更为高效的域控制系统来代替目前的局域网,在资金允许的前提下扩置安全防护系统。  5、完善电话的监控系统,控制电话私用。  6、在节约成本的前提下,尽量更换网络版的杀毒软件。  7、用 5s 的标准来执行日常工作。  20xx 年,是全新的一年,也是自我挑战的一年,我将努力改正过去一年工作中的不足,强化理论和业务学习,不断提高自身综合素质,把新一年的工作做好,为公司更好的发展尽一份力!网管个人工作总结13  一、抓好信息化管理,充分利用ERP和OA两个管理平台  1、保障和监控ERP系统各模块的正常运行,逐步优化程序,尽力让系统与业务管理需求呈现统一性。在全省要求统一钢瓶管理的外部环境下,我部门配合氯气厂做好钢瓶档案与通用软件接口的修改工作,使我公司的钢瓶报检顺利进行。同时我部门根据人教处工资打印下放的需求,重新改进了工资打印的程序,直接和ERP的SQL数据。挂钩,在安全性和权限上都达到业务和技术上的要求。  2、积极落实并完善公司信息化考核制度,做到认真考核,严格考核,以数字说话,以数学考核的目标,不断量化考核指标。个系统运行达到了较好的成果,初步统计全年,数据准确率,销售一公司达100%,二公司达100%,进出口公司达99.8%,供应公司99.91%,储运公司99.3%,领料单正确率较05年提高了12.56%,达97.93%,单据处理的及时率达92.9%,较05年提高了23.86%  3、扩大信息化应用的深度与广度,积极挖掘信息化应用新需求,ERP系统经过四年的运行在各相关人员已能较为熟经营活练地进行业务作业,系统已完成数据。的过程,如何将现有的数据利用起来产生效用是ERP目前的工作重心。我部门积极推动职能部门利用ERP数据进行挖掘分析,引导作业人员学会用数据去分析解决问题,在系统的支持下,逐步地有目的地变事后被动式管理为事前主动式管理,减小管理决策风险。  4、推动ERP优化业务流程。为提高ERP运行效率,减轻操作人员的工作量,我部门从今年开始加快仓。甩账的进度,已实现了各仓。的月报电子化,取消了手工单,并实现了财务提出的电子核账的功能。现已完成了甩账前的存货账和。存账的核对工作,将拟出关键点进行考核。  5、继续推动OA项目,在11月圆满完成OA项目的验收。OA系统自20xx年项目启动实施以来,虽然在去年模块有启用部分,但项目的运用进程一直比较缓慢。今年依始,在公司领导的高度关注下,多次纠。各相关部门开会、商讨,随后也得到各主管部门的大力支持,陆续启用了发文管理,收文管理、车辆管理、图书管理、投诉管理、项目申请、定点。购单、电子公告、通知管理、会议管理、材料评审、用车申请、物料申请、人事系统等流程,并根据职能部门的需求开发了政审回执、政审证明、家庭调查、固定资产报废等功能。目前为止,启用模块的使用效果良好,用户已逐渐接受无纸化办公的办公模式,单据的审批过程系统完成,并通过“落地制度”即最后审批的部门实现打印、盖章,使单据生效。基本上实现了办公的自动化,电子化,缩短了审批时间,提高了办公效率。  二、抓好部门内部管理,将IT服务管理理念融入部门工作,进行运维ERP的推广、尝试,强化服务意识,在服务过程中逐步体现自身的存在价值。  1.我部门成立IT服务台,通过IT服务管理来提升IT服务效率,协调部门内部运作,改善IT服务部门与业务部门的沟通,实现从传统的技术管理向流程管理,再向服务管理的转换。IT服务台实行首问负责制:哪位工程师最先接到业务部门的电话,就成为该CASE的责任人,他需要自己或者协调相关人员解决并关闭这个“CASE”。这也解决了工程师间互相推委的现象,有效地建立一条透明、清晰、快速的反应链和IT维护的知识。我部门将IT服务台列入部门考核的范畴,将服务质量与薪酬挂勾,极大强化了员工的服务意识。自成立三个半月以来已处理了274个故障,故障处理率99.64%,投诉率0。  2.为了加快故障处理的响应速度,我部门启动了SMS项目,将一些常用软件及补丁自动分发,即加强了客户端的安全管理,又能使网管人员远程快速解决用户软件故障,节省了响应时间,一解用户燃眉之极;同时通过该项目使我部门能加强对电脑及打印机等固定资产使用情况的的管理,使公司有限的资源发挥最大的效用。  3.深化内部改革,探讨硬件外包的管理模式,将公司新增的打印机由。购模式转为租用模式,将可节约了二万元的设备。购成本。同时考虑到目前公司的电脑近三分一已过保,过保的电脑都存在收上门费和品牌维护站的硬件维修费用较高的问题,我部门改变以往硬件全部品牌维修站承包的.方式,变为保内机子由品牌维修站承保,保外机子转包维修的局面,也可打破垄断,节约维护成本。  三、抓好网络安全,将安全意识提到日常的管理的第一要义,做好专人监控,规范网络管理,全面推行域用户、组策略管理,保障网络地正常运行。  1.我部门加大对用户的网络安全及电脑知识的培训。8月23日我部门在总调会议室针对目前网络上病毒日益猖獗,如何防犯病毒和如何处理电脑的小故障为综合支部员工做了详细的讲解。  2.在去年备份方案的基础上,充分利用了VERITAS软件,在合。的网络和硬件环境的支持下,定时对关键的数据进行异机备份,将原来搁天的风险减低到隔小时,大大提高了备份的效率和恢复的完。率。  3.同时针对行业知识更新快的特点,我部门组织分批了9次内部人员的专业培训,。取外训、内训两种方式,特别是通过外训人员回来给其他同事做内训,不仅节约了培训成本,更主要地是加大了外训人员的学习压力,学有所成、学有所用。尝试树立团队精神,倡导建立“协同合作、踏实敬业、诚信待人、好学进取”的部门文化。网管个人工作总结14  20xx年已经离我们远去,回顾一年的时间里,克服了诸多问题和工作资源上的不足,刻苦钻研业务知识,努力提高理论知识和业务工作水平。遵纪守法,踏实工作认真完成领导的各项工作任务,使自己渐渐的融入到新的工作环境中,过去的一年在领导和同事们的悉心关怀和支持帮助下,通过自身的不懈努力,在思想、学习和工作等方面取得了新的进步。总结如下:  一、学校电脑的日常维护工作  经过上一年的维护,学校的电脑和班班通的电脑使用情况良好,大的故障率明显下降,一些老旧的电脑也没有出现大的问题。班班通的电脑和电视,我每两周都会到班级巡查一次,发现问题,及时解决,并向相关领导汇报工作。确保每个班级都用正常使用班班通上课。  二、网络的日常维护  路由器及交换机的维护管理,确保学校的网络运行正常,教师正常使用利用网络教育资源,并且把网络交换机的对应接口进行标识。加强路由器的规则设置,优化外网接口,使学校内外网稳定有效地工作。  三、校园网络的建设  通过领导的重视和其他老师的技术支持,本学期,我校成功的建设了校园网,共享了优秀的教育资源,建立了老师博客、学生博客、及时更新了校园新闻等。加强了师生之间的联系,更加有效的提高了教学成绩。  四、加强了班班通的教师培训工作  班班通建设好后,由于新电脑都是使用的Wind7的.操作系统,大部分老师都不熟悉,针对这种情况,我校开展了2次班班通培训,让大部分老师都熟悉了Wind7的基本操作,少数年龄大的教师都说班班通给他们带来了很大的帮助。  20xx年,是全新的一年,也是我挑战的一年,我将努力改正过去一年中的不足;强化理论和业务学习,不断提高自身综合素质,把新一年的工作做好,为学校更好的发展尽一份力!【网管个人工作总结】相关文章:网管个人工作总结06-03网管个人工作总结08-28网管个人工作总结07-14网管个人工作总结05-31公司网管个人工作总结11-11网管个人工作总结14篇12-08网管个人工作总结10篇09-21网管个人工作总结8篇04-01网管工作总结05-16}
终于有时间把稀土开发者大会上讲的「Web 开发引擎」和「低码」话题的分享,改成文字版发出来。 现场演讲中后半部分内容是脱稿讲的,我重写成了更全的内容。 「越来越庞大的应用开发需求」和「现代 Web 开发范式的红利」这两个部分的幻灯片,虽然在其他分享里用过,但在这个话题里,用途是不同的,文字内容是不同角度的,建议不要略过。 分享实录 大家好,我是来自字节跳动 Web Infra 的杨扬。在字节跳动,我们部门负责打造和发展「Web 技术中台」和「前端研发体系」。 上午的主题演讲中,字节跳动正式发布了 Modern.js 开源项目,这个项目的目的是推动现代 Web 开发范式的普及,发展完整的现代 Web 工程体系,突破应用开发效率的瓶颈。现在这个专场虽然是关于低代码的,但我要分享的内容,也是完全依靠这套现代 Web 工程体系,才能够实现。 上午有讲到 Modern.js 是字节内部整套现代 Web 研发体系的三大组成部分之一,我这次侧重讲的,是其中的另一个组成部分:「低代码开发管线」。 议程 低代码是一个很宽泛的话题,如果背景不同、需求不同,解决方案也会差别很大。所以在这次分享的第一个部分里,我们先明确一下这套方案背后最根本的需求是什么,然后在第二部分,我们盘点下各种低码、零码解决方案在这个背景下的瓶颈问题,最后第三部分来看下「全码」通用搭建是怎样的解决方案。先来看看根本需求: 一、突破研发提效天花板 1.1 「越来越庞大的应用开发需求」= ? 最根本的需求就是应用开发在数量、范围、效率上的需求,大家都知道从 PC 互联网到移动互联网,软件应用被用于更多日常生活场景和更多企业场景,导致应用数量大幅增加,这种趋势到现在不但没减弱,反而还在加强,比如幻灯片上 IDC 的预测,这么庞大的应用开发需求,是很难靠传统的软件开发方式和人才储备来满足的。 最常说的解决途径就是靠低代码、零代码工具,就像幻灯片里右侧这张图,当前市场上存在非常多的这种产品,国内大厂在内部建设的这类项目也非常多。 但这些项目普遍更适合垂直、局部的场景,只支持相对有限的能力。大幅增加的应用开发需求带来更高的多样性、更广的场景和更高的质量要求,其中很多都仍然需要专业开发者的参与,而当前这些低码零码项目又普遍的难以跟专业研发协同工作,所以才会有我们今天的话题——如何跟研发体系结合,突破传统低码技术的瓶颈。 刚才说的这些场景下的应用开发需求,在初始状态下,会完全等同于对专业开发者的需求。我们不应该跳跃思维的直接钻到低码解决方案的牛角尖里,而是应该先站回起点,看看在专业开发方面能提效到什么程度,能满足多少需求,有什么瓶颈,因为低码方案的竞争对手不是只有其他低码方案,而是首先要跟成熟完善的专业研发体系「竞争」。 既然这些场景下的应用开发需求,最初完全等同于对专业开发者的需求,那么显而易见的提效方法,就是让尽可能多的开发者能独立、完整的开发这些应用,而前端技术栈的开发者,正是最大的开发者群体和技术社区。 所以在用户、产品、市场这一侧,一直有趋势和压力,需要更多「前端开发者」成为「应用开发者」或「产品开发者」,鼓励和倒逼着技术领域,不断产生更有利于这种需求的技术形态和基础设施。 不是技术领域,而是商业领域,需要更多「前端开发者」成为「应用开发者」或「产品开发者」,背后的原因除了刚才说的,还有一个,就是随着移动互联网又重走了 PC 互联网时代门户网站、浏览器的老路,除了少数作为领域入口的超级 App,像实体、内容、服务这样海量、高频的需求,都更倾向用 Web 技术来实现,需要前端技术背景的开发者。 研发产品最初是从最接近机器的底层开始发展,从虚拟化,到容器编排,到基于容器技术的各种平台化、服务化的研发工具形态(就像图上绿色部分),这个阶段是后端技术主导的,但整个趋势是越来越向上层发展,越来越接近市场和商业价值最终所在的地方——也就是面向用户的产品,因此必然会发展到前端技术主导的抽象层,让应用开发和产品开发能更专注于用户需求,而越来越不需要关心服务器端的复杂性和专业技术细节。 所以市场需求会趋向于推动应用开发方式往「专注于前端」的方向的发展,「专注于前端」就等同于「专注于用户」,而「专注于用户」是多数企业、产品的根本利益所在。 在这种客观趋势的推动下,基于 Web 技术的应用开发中,服务器端的占比和门槛一直在不断下降。 国内大厂的中台建设,提供了大量不跟特定客户端捆绑、专注于数据需求和底层业务逻辑的 API,让产品开发更聚焦在上层的客户端业务逻辑。 海外流行的 Headless CMS 本质上也是一种中台,也起到同样的作用。 还有 BaaS 和基于云函数的后端云 Serverless,进一步降低服务器端的门槛,让前端开发者能更独立的、端到端的完成产品开发。
但要进一步降低门槛,提高效率,以上模式的一个缺陷就暴露出来,就是他们都把应用依赖的 API,放在应用项目之外维护,跟前端研发是割裂的,这样带来的问题和效率瓶颈很多。还有一个缺陷就是不解决 API 之外的服务器端需求,比如 SSR 等「Web」需求。 要克服这些缺陷,必然需要新的模式,比如明天上午专场会介绍的 Modern.js 中,前端工程方案覆盖了完整全栈开发的各个环节,但同时又通过一体化、尽量无服务器化的方式,实现「客户端为中心」的现代 Web 开发范式。 这些开发范式、开发工具方面的发展,都创造了条件,让更多「前端开发者」成为「应用开发者」或「产品开发者」,工作中也更关注工程,而不像传统前端开发者更关注视觉和交互。 1.2 研发提效的天花板 但无论怎样改进现代 Web 开发体系,改进基础设施,都面临提效的天花板。因为研发效率提升到一定程度之后,就会发现效率瓶颈主要在工作内容本身上面。只要一个前端每周有大半时间要做基础但又繁琐的 CRUD 中后台、临时的活动页面等事情,被这些紧急但不重要的事情占据,或频繁打断,再怎样在研发内部做提效,也改善不了多少。 1.3 「接力」范式 要突破这块研发提效的天花板,就要不局限于研发内部,而要关注软件开发的整个工作流程。然后我们会发现,跟其他创造事物的工作,比如平面出版、摄影、游戏、建筑等,跟这些相比,软件研发的工作流是一个另类。 在这些工作中,掌握领域知识的业务专家,都对真实产物是有了解的,也能直接掌控,比如平面设计师懂印刷、摄影师懂镜头和胶片、建筑师懂材料和施工,大家都通过工具直接真实产物打交道。 而软件研发中,开发者只在少数领域,比如开发工具等,是业务专家,在多数像电商、O2O 等领域里无论如何都是支持型的角色,但软件研发的工作流却是一种独特的「接力」范式,只有开发者才能直接跟真实产品打交道,能真正掌控产品,其他业务专家用再好的工具,产出物都是假东西,比如线框图、交互原型、高保真设计稿,都是对真实产品的一种效仿。工作流中每个环节都有幻灯片上列出的这些痛点,研发提效的天花板,也来自这里。 1.4 「圆桌」范式 游戏研发是垂直领域的软件研发,由于创新多、工作量大参与者多等特点,游戏开发更不可能忍受刚才说的「接力」范式工作流,很值得我们学习。 游戏研发的工作流可以称作「圆桌」范式,真实的代码就是中间的圆桌,所有分工都围着这张桌子,用各种适合自己的工具,直接跟代码交道,产出的都是最终游戏中真实的组成部分,不需要做假东西去跟程序员沟通,等程序员把这些东西用代码从头实现出来。游戏程序员也可以专注于更有价值的事情,实现新效果、新玩法、开发提效工具等等。游戏程序员跟代码交道使用的工具,跟策划和美术使用的工具虽然差别很大,但都来自同一个游戏引擎套件,套件中的不同工具都基于同样的框架、架构、标准。 在字节跳动,Web Infra 有一个「Web 开发引擎」子部门,就是致力于在软件研发领域实现这种以代码为中心的「圆桌」范式。 为了让所有分工都尽可能直接跟真实代码打交道,在同一套「研发管线」里工作,需要专业研发环节有高度抽象的、标准化的工程和工具体系,这也是我们打造和发展「现代 Web 工程体系」 Modern.js 的原因之一。 另一方面可以看到,这次分享最初提出的「越来越庞大的应用开发需求」问题,到这里我们已经明确研发提效能到什么程度,有什么瓶颈,低码解决方案能带来什么帮助,而且更重要的是,这样引入的低码解决方案,是跟专业研发体系无缝结合的。 二、低/零码宇宙之熵 接下来我们看看,为什么需要新一代的低码解决方案,才能满足前面的需求,现有的各种低码、零码解决方案有什么瓶颈。 2.1 RAD 我们逐个看下不同形态的方案,第一个是历史悠久的 RAD 工具。 这种工具有点两极化,一部分开发者把这种工具称作「神器」,有很高的评价,一部分开发者完全不熟悉它们,觉得跟自己没关系,这背后的重要原因是,RAD 工具是要跟特定技术栈、框架紧密结合,才能实现在研发环节中引入低码提效的,所以对不是这个技术栈的开发者没有意义。 这也体现了 RAD 的瓶颈,就是只能面向开发者,无法服务更多不懂技术的用户,满足越来越多的应用开发需求。 2.2 CMS 第二个形态是同样历史悠久的 CMS。 如今 CMS 不但没过时,反而被发扬光大,国内大厂的很多中后台,本质都是 CMS,疫情期间发展很好的美国电商平台 Shopify,也是 CMS。 这种模式的瓶颈问题有两个,一个是更适合配置「内容」,难以解决更多应用开发需求,另一个问题是 CMS 是需要基于模板的,配置的是模板中的可变部分,也跟具体的客户端和服务器端的实现捆绑在一起,让它不可能灵活满足各种需求。 2.3 Website/H5 Builder 第三种形态是近十年来兴起的,由于国内外的差别,在国外流行的是网站搭建,在国内流行的是活动搭建。 他们本质上都相当于 RAD 中偏设计的部分,跟 CMS 的结合体。这种模式突破了 RAD 的瓶颈,让非技术用户能够使用。 但仍然跟 CMS 一样,需要基于模板,基于平台第一方提供的组件库,以及服务器端。这样一方面跟专业研发是割裂的,研发很难提供优化、定制方面的支持,另一方面也是平台锁定的。 2.4 Headless CMS 第四种形态,是同样从 CMS 发展而来的 Headless CMS。 去掉了跟特定客户端和模板的捆绑,只输出 API,可以比较灵活的建模。 瓶颈是,只解决了应用开发的一半,没有客户端,本质上更类似 BaaS 服务。 2.5 aPaaS 第五种形态是近年来大名鼎鼎的 aPaaS。 它是从 SaaS 发展出来的,倾向作为特定 SaaS 的配套,满足企业定制需求,相当于替代了盒装软件时代,像 SAP 这样的企业软件需要专门到企业现场去做的定制开发和实施。 aPaaS 要实现对特定 SaaS 做定制,本质上靠的是后端配置化:把 SaaS 后端业务逻辑的局部做成可配置,幻灯片上的建模和编排是最常见的。所以在 aPaaS 里创建出来的定制版 SaaS,跟原版 SaaS 其实还是同一个应用,后端实现、数据库都在一起。 这些也构成了 aPaaS 的瓶颈:通用性不强,跟特定 SaaS 或 垂直场景捆绑在一起,适合企业软件领域。 2.6 BPM 第六种是 aPaaS 中流程编排的放大版。 BPM 不再跟特定 SaaS 捆绑,而是作为连接器串联大量的 SaaS 和服务。适合企业流程定制。 瓶颈是只能满足这种模式的应用开发需求。 2.7 No Code 第七种是 SaaS 的另一种发展。 像 Airtable 这样的 No Code SaaS,不是在 SaaS 的外部做配置,而是直接在 SaaS 自身的使用中做配置,满足各种需求,把消费和搭建混合在一个界面里。Excel 其实也是这种模式的应用。 这种模式的瓶颈是,在数据能力和界面能力上,都是相对模板化的,不能实现任意应用。 2.8 Design Tools 第八种形态是新一代设计工具,比如 Webflow、Framer 等。 不需要设计稿转代码环节,设计过程本身就在编辑代码产出代码。 这种工具的瓶颈是编辑过程中包含大量设计细节和决策,繁琐,对用户的设计能力有高要求,更适合设计师。但设计师的设计过程是偏探索、随意的,这种工具的编辑器过程更结构化、有更多约束,在设计师中推广也有难度。 2.9 前端可视化搭建 第九种形态不是产品形态,而是国内技术领域常见的概念,「前端可视化搭建」跟「组件库」、「脚手架」,可以并称为国内前端技术团队最常建设的三件套。 就像 aPaaS 是跟特定 SaaS 紧密结合、在这个领域做建模、把 SaaS 的后端业务逻辑做「配置化」,前端可视化搭建也是对垂直领域的前端需求做建模,把前端开发工作「配置化」。 包含「前端可视化搭建」在内的「传统前端技术栈」,可以表示成幻灯片上这样(之前的分享中介绍过),从下往上表示抽象层不断提高,蓝色部分都是前端代码、工程化相关的要素,可以看到「前端可视化搭建」这个红色的方块,跟蓝色部分一样,是从下到上「端到端」的。 这里想表达的意思是,「可视化搭建」的一大瓶颈问题,就是跟专业的前端研发方式彼此割裂。
前面说过「前端可视化搭建」的本质,是把部分前端开发工作转变成「做配置」,所以物料生态、物料开发方式、产物的预览方式、运行方式、发布方式等,都是围绕这种「配置」方式,重新建设一套,跟专业前端的开发方式和基础设施,是彼此割裂的。 很多前端可视化搭建项目,也会设计和开放出来一套「Pro Code」方案,满足用户在搭建中的自定义需求,但这种「Pro Code」跟专业前端真正的 Pro Code 仍然是割裂的。 核心原因跟前面说的一样,为了把前端从「做开发」变成「做配置」,总是需要先针对垂直领域做建模,形成一套配置文件,或配置风格的代码,这里统称为「DSL」,用这套 DSL 替代正常的代码实现,实现能运行这套 DSL 的渲染器,再基于 DSL 实现可视化编辑器。 这种可视化搭建的实现方式,设计和实现都相对简单,门槛低,而付出的代价之一,就是必然跟专业前端的日常研发体系割裂。 围绕这种 DSL 的可视化搭建,在物料环节,必然存在平台锁定的问题。用于可视化搭建的组件,跟专业前端日常开发中沉淀的组件,彼此不互通,降低了组件建设的 ROI。为了在编辑器里对组件做配置,需要为每个组件都去额外开发维护一套配置界面,不管是模板项目的形式、JSON form schema 还是其他形式,都提高了组件的维护成本。以上这些反过来也影响了沉淀和维护改进业务组件的积极性,导致无论专业代码开发还是可视化搭建,物料积累都比较少。 另一方面在渲染、部署环节,不但要专门维护渲染器和平台设施,也导致业务的前端开发同学难以支持和掌控。 物料积累少,建设难,对性能稳定和功能难以支持,都局限了可视化搭建的使用范围和效果。 「前端可视化搭建」跟 aPaaS 一样,都面临两难选择,无论选择专注特定业务和领域,还是追求通用,都会有不同的瓶颈问题,最终结果都是 ROI 不高。 2.10 应用开发领域的「关卡编辑器」现象 前面我们已经盘点了九种低码、零码项目的形态,最后这种不是特定的项目,而是一种普遍现象。 在游戏开发中,关卡编辑器是创作大部分游戏内容的工具,游戏引擎通常自带关卡编辑功能,但很多游戏都会针对自己的独特玩法开发专用的关卡编辑器,一方面满足独有需求,一方面让编辑器更垂直化,提高效率。 低码搭建领域也有同样的现象,很多业务场景都会开发自己专用的低码搭建。 瓶颈问题一方面当然是海量(特别是在国内)的重复建设和彼此割裂,另一方面,在国内(特别是大厂)有很多让这些项目基于一套通用「协议」的尝试,目前为止还没有真正意义上成功的例子,背后的根本原因,也跟前面说的「DSL」模式有关,在这种模式里,「DSL」是天然倾向跟垂直领域紧密结合的,难以通用化。 三、奇点:「全码」通用搭建 盘点了现有的各种低码、零码解决方案的瓶颈。最后来看下现代 Web 研发体系里的「全码」通用搭建,是怎样的解决方案。 在字节内部我们把这套解决方案称作「星夜」。星夜是作为「Web 开发引擎」的一部分,在字节内部验证、发展出来的,适用于任意应用的搭建,它从最初就被设计为完全基于全功能的专业代码,跟包括 Modern.js 在内的现代 Web 研发体系能够无缝结合。 星夜针对的使用者,既有专业的现代 Web 开发者,也有懂技术但不擅长前端开发、现代 Web 开发的人,以及不懂技术的需求方(比如运营、销售等角色)。 3.1 上帝的归上帝,凯撒的归凯撒:解耦「复杂度」 星夜做的事情,首先本质上是在解决软件开发的复杂度问题,对复杂度本身做抽象和解耦,把不可避免的复杂度留给专业开发体系,让低码平台能专注于「业务逻辑的最后一公里」,只负责不需要专业开发者介入的胶水代码。 3.2 「现代 Web 开发」范式的红利 另一方面,星夜也把自己完全建立在现代 Web 研发体系之上,把问题尽可能都交给专业研发体系去解决、抽象,自己只在上层做低码领域的额外建设。研发体系的提效做的越好,星夜就越不需要在上层去用非专业的方法重复解决问题。 实际上这种「全码」通用搭建,也是因为有现代 Web 开发范式的红利,才能够实现的,明天上午的专场会专门介绍 Modern.js,我们这里快速看一下这套现代 Web 工程体系是怎样为「全码」通用搭建带来可能。 3.2.1 从「前后端分离」到「前后端一体化」 在 Web 研发中,最初前端代码「寄居」在「服务器端 Web 框架项目」的里面,随着之后的发展,出现我们称作「前后端分离」的变化,但「分离」出来的「前端项目」本质上有两种,一种是大家都熟悉的 MERN 技术栈,一种在国外经常称作「JAMstack」。 MERN 的字面意思,是 MongoDB、Express、React、Node.js 组合成的技术栈,但这四大组成要素其实都分别代表了更根本的东西,除了 MongoDB 代表的传统 IaaS 和 PaaS,其他三大要素就像图上标注的,都在项目代码内。 可以看到这种项目,本质上是让「分离」出来的「前端项目」,围绕 Node.js 框架去建设,其实还是让整个项目回归成了「服务器端 Web 框架项目」,前端代码还是「寄居」在里面。 这种「前后端分离」并不是真正在技术架构上做了「分离」,而是在「分工」上做「分离」,整个项目是前端开发者自己掌控,但开发方式仍然是以服务器端为中心的。 基于这种工程方案去做刚才说的「全码」通用搭建,就会有大量障碍和成本,比如业务逻辑在前后端重复实现、难以所见即所得的在浏览器端修改和运行完整的代码,等等。这也是「全码」模式以前没有发展出来的原因之一。 另一种类型 JAMstack 的三大组成要素同样不能只看字面意思,就像图上标注的,项目代码内只有纯粹的前端部分,A 代表的 BFF 等服务器端业务逻辑,都在项目之外。 这就决定了对于「全码」通用搭建来说,传统 JAMstack 工程方案的瓶颈问题,除了抽象程度不够,更重要的是「不完整」,服务器端方面的需求,都需要通过在项目之外维护云函数,或自己用服务器端框架开发 BFF 服务。整个应用的业务需求,无法作为一个整体去实现「低码化 / 无码化」。 「现代 Web 开发」的发展趋势,带来了从「前后端分离」到「前后端一体化」的变化,「前后端分离」时期的两种前端工程方案,合并成了一种,可以称作「新一代 JAMstack」,它仍然由三大要素组成,但就像图中绿色高亮出来的部分,这三个组成要素代表的东西,已经发生了变化。 「以 JS 为中心」意味着更成熟的基于编程语言的软件开发方式,而不是围绕「内容」的传统前端开发方式。「一体化 BFF」意味着工程方案现在是「完整」的,可以让应用的业务需求作为一个整体来实现。M 代表的「前端 Serverless」、「一体化 SSR」等,提高了代码部分的抽象层级,让代码更专注于业务需求,减少大量服务器端实现细节。这些变化都有利于「全码」通用搭建的实现。 以一个 Modern.js 的「应用」项目为例,项目是以 src 对应的客户端应用代码为中心来开发的,尽最大可能让开发者不用感知到服务器,不止是部署运维环节,也包括开发环节。 比如这个更简单的 Modern.js 「应用」项目。api 目录对应的 BFF 实现,看上去几乎没有任何服务器端代码的痕迹,可以像普通函数一样设计和实现,像普通函数一样在应用代码里调用(有充分的抽象),但这种代码能实现任意的 REST API,能满足任意的 BFF 开发需求。这也是我们前面提到的「一体化 BFF」。 这个项目中这段包含在 useLoader API 中的代码,体现了前面说的「一体化 SSR」,同一块业务逻辑,只需要一次代码实现,会自动在 CSR、SSR、SSG 等不同情况下运行。并且由于是基于足够抽象的 API 来实现,会在这些情况下自动优化。比如这段代码在独立 SSR Server 中运行的时候,会自动切换成内网方式来请求 BFF Server 的 API,如果 SSR 和 BFF 运行于同一个 Server 进程,会自动切换成真正的函数调用,没有网络请求。 3.2.2 新一代「前端三剑客」
「现代 Web 开发」范式的红利,在「前端三剑客」的演变上也有体现。 「前端三剑客」这个词起源自 Dreamweaver、Fireworks、Flash,对于现在很多前端开发者来说可能已经很陌生了。随着 Web 标准的普及,Open Web 技术中的三个核心要素,HTML、CSS、JS 成为了第 2 代的「前端三剑客」。而自从 Node.js 的出现为前端技术栈普及编译构建工具链、补充服务器端开发能力,前端开发就一直是图上第 3 代「前端三剑客」的模式。 从最早使用字符串模板的 jQuery,到后来的双向绑定、FP 范式的函数组件,都属于第 3 代「前端三剑客」中的视图框架,而三剑客中第二个要素「Node.js CLI」代表了工程化相关,第三个要素是服务器端 Node.js 框架。 而「现代 Web 开发」范式的基础,已经转移到了第 4 代「前端三剑客」。可以看到 Modern.js 正是起到了第 4 代中「元框架」的作用,而「全码」通用搭建,包括我们之前说的星夜,本质上也是在满足第 4 代「前端三剑客」中低代码部分的需求。 可以看到「前端三剑客」的每一代,跟上一代之间恰好都是「包含关系」,每一代中都会有一个要素,把上一代的三大要素包含在自己内部。 背后的原因之一是,随着需求和技术的发展,上一代的「前端三剑客」会越来越难以应对,复杂性不断增加,而新一代三剑客会把这些复杂性和细节隐藏、屏蔽到自己的一个要素中,而这个要素也因此成为新的基础底层,支撑三剑客中另外两个要素,支持各种业务项目的基础建设。 因此第 4 代「前端三剑客」中的「元框架」,起到了第 3 代中 Webpack、React 的作用。而第 4 代中的「低代码」可以在「元框架」的支持下,不再需要跟大量工程细节打交道,更容易实现「全码」通用搭建。 3.2.3 基于「前端技术」的成熟 GUI 软件研发体系 在「现代 Web 开发」范式的趋势下,能形成基于「前端技术」的成熟 GUI 软件研发体系,这对于「全码」通用搭建来说,是非常必要的条件。 传统前端开发中,「DX」和「UX」是不可兼得的。在这种情况下,如果把「低/无码化」做的足够好,提升了 DX,UX 必然受损,导致搭建结果的性能、能力等,跟专业开发的结果有较大差距,或者不够「通用」,无法满足专业开发能满足的所有场景。反之如果保障了 UX,「低/无码化」的目标就会受损,比如无法给不懂技术的用户使用,或搭建过程非常复杂繁琐。 以前面提到过的、极简的 Modern.js「应用」项目为例,只需要配置开启功能,就能实现: 自动 SSR 根据 UA 自动裁剪 Polyfill 根据 UA 自动差异化分发(Differencial Loading)面向现代浏览器的 ES6+ 代码和面向历史遗留浏览器的 ES5 代码 在文件很少、代码量很少、DX 足够好的情况下,也同时实现了很多传统项目中自己写大量代码也没有实现的 UX。 在 Modern.js 的支持下,「全码」通用搭建能针对最少量的、最抽象的专业代码做「低/无码化」,而搭建产物自动获得产品级的能力和性能,不需要自身去解决这些 DX 和 UX 的问题,当然也更不需要围绕垂直场景来解决它们。 要实现 DX 和 UX 的同时最大化,从根本上来说,需要「充分的抽象」,需要「框架」模式。 就像图中左侧,传统前端开发的 DX 和 UX 之所以不可兼得,原因之一是它是基于「库」、「工具」来开发的。最外层的大方块表示整个项目,是蓝色的,代表开发者自己要写的代码,其中嵌入的绿色方块,代表被作为「积木」来组装、在自己的代码中调用的「库」和「工具」。 要支持「全码」通用搭建,需要基于图中右侧体现的「框架」来开发,可以看到整个项目是红色的,是框架本身,而蓝色方块代表的开发者自己写的代码,反而被嵌入在框架的「插槽」中,被框架来调用和组装,开发者自己写的代码成了「积木」。 在专业研发中有了这种程度的抽象,才有可能实现完全基于专业研发体系和真实代码的「全码」通用搭建。 「充分的抽象」也意味着要像 Modern.js 一样,尽可能在所有环节做抽象,不止传统前端开发中常见的运行时环节的抽象(比如 DSL 渲染就是一种运行时抽象),也要在编译时、服务器端运行时、甚至写代码的「编写时」做抽象。 工程方案的收敛和标准化,对「充分的抽象」来说也是必须和必然的,就像以前分享里指出的海量模板问题,如果任意维度有任意变化,都会产生新的样板代码和「模板」,那么基于真实代码去实现「通用」搭建,几乎不可能。 工程方案的收敛和标准化也是 Modern.js 的主要目标之一,目前已经把工程方案收敛到最少的三个,其中的「应用」工程方案,又称作「MWA(Modern Web App)」,是「全码」通用搭建中实现「对复杂度本身做抽象和解耦」的基础之一。 3.2.4 「MWA」:从 Universal JS 到 Universal App MWA 实现了 Universal App 模式。 就像图上梳理的,不论是 SPA 和 MPA 相关的差异,还是实现 CSR、SSR、SSG 之间一体化和混合共存要解决的差异,还是 BFF 业务逻辑跟客户端业务逻辑之间的差异、Node.js 框架之间的差异,以及常规 web、微前端子应用、基于 Electron 的桌面应用、小程序等之间的差异,都被 MWA 抹平,把这些需求统一成同一个「Universal」的「应用」工程方案。 用同一个「模板」就能开发任意需求,同一个「应用」项目,也能以静态 web、SSR、微前端、Electron 等不同方式运行,能同时部署不同形态的版本。 因此「全码」通用搭建只需要实现「MWA」的低/零码搭建,就可以实现微前端、桌面应用、小程序等各种应用的搭建能力。 幻灯片上这个例子,展示的是,任意 MWA 都可以随时成为微前端主应用,并且自动满足其中的 UX 需求。 3.2.5 应用架构 MWA 提供开箱即用的、以客户端为中心的应用架构,对「全码」通用搭建来说,也非常重要。如果没有应用架构提供的标准化抽象,要基于真实代码做低/零码搭建,就要跟粒度非常细、非常原子的、琐碎的底层代码打交道,难以实现好的效果。 MWA 的应用架构让一个「应用」可以由「Universal App Shell」、视图组件、业务模型、容器组件组成,可以基于这些最粗粒度的「物料」来实现「全码」通用搭建。 解耦出来的视图组件和业务模型,可以有多种适合不同场景的「生产方式」,而「消费方式」是标准化的。 容器组件起到 Controller 作用,能用标准化的方式、很薄的胶水代码,来连接视图组件和业务模型。 这些都有助于「全码」通用搭建直接使用专业研发体系的代码,不需要做任何建模和设计 DSL,专业代码本身就可以跟「配置化」的 DSL 一样易于「低/无码化」的编辑和使用,而且具备「图灵完备」的通用能力。 前面提到的「业务模型」(Model),在「全码」通用搭建中是跟 UI 组件一样广泛使用的基础「物料」,可以封装客户端中 UI 无关的业务逻辑,标准化的使用。 3.2.6 「模块」工程方案 「全码」通用搭建中实现「对复杂度本身做抽象和解耦」的另一个基础,是「模块」工程方案。
Modern.js 中的「模块」工程方案让前面提到的视图组件、容器组件(也可以称作「业务组件」)、业务模型(Model)可以独立开发、调试、测试和复用。 Modern.js 也支持「模块」工程方案中的代码,无缝的使用跟「应用」(MWA)工程方案中一样的 Runtime API 标准库。比如创建和使用 Model 的 API、支持「动静一体」的 API 等等。让「模块」工程中的组件不局限于封装纯 UI 逻辑,不局限于「原子组件」,鼓励更多「不同粒度」的业务组件的复用和沉淀,也让「全码」通用搭建在各种场景下都能提供合适的搭建能力和用法。 「模块」工程方案封装了产物方面的主流需求和最佳实践,跟前面说的「Universal App」模式一样,让开发者只需要关心业务逻辑的复用和沉淀,让同一份代码自动适用于各种场景,自动具备各种运行模式(比如 Modern.js 即将提供的类似微前端的「微模块」用法),自动能用于低/无码搭建。 3.3 「全码」:与专业研发体系无缝结合的「低/无码」 前面介绍了为实现「全码」通用搭建创造条件的「现代 Web 开发」范式和 Modern.js 工程体系。星夜作为「全码」通用搭建解决方案,跟前面说的工程体系是无缝结合的, 星夜不需要像传统「前端可视化搭建」一样,通过 DSL 「协议」来做领域建模,因为 Modern.js 本身就是对 Web 开发的最大化的抽象和标准化,这套工程体系和其中的「Pro Code」,本身就已经是一个「协议」。 星夜也不需要另起炉灶搞一套平台锁定的专用 Pro Code 方案,而是跟专业开发者的日常研发完全保持一致。这也让星夜不需要跟特定的 Design System 和组件体系捆绑在一起,可以支持任意 Design System 和任意组件。因此物料的沉淀积累和生态建设也是共通的,避免前面说过的 ROI 问题。 就像幻灯片上画的,这种「全码」模式,不仅解决「输入」侧(比如物料)的问题、带来新能力,也在「输出」侧带来新能力。由于星夜的输出就是前面说的「MWA」,跟专业开发者手写的 MWA 一致,所以除了前面讲过的「Universal App」能力,还带来了新的低/零码提效路径:一个业务项目不用在专业开发和低码搭建之间二选一,不用修改技术栈和旧代码,可以按需渐进的引入低码提效。比如对一些新需求(比如局部页面、局部区域)尝试用星夜来搭建,让开发者逐步从这些需求中解放出去,也逐步积累物料和新工作流的经验,为进一步的低码提效和解放开发资源做准备。 3.4 Code In, Code Out 星夜作为「全码」通用搭建,是「专业代码进,专业代码出」的。不像传统「前端可视化搭建」一样围绕 DSL 设计,而是从一开始就完全围绕真实专业的代码来实现。 在编辑和运行环节,不需要 DSL 运行时、渲染器等,星夜编辑器本质上就是 Web IDE(包括浏览器端沙盒的 Web IDE 和服务器端沙盒的 Web IDE),编辑过程跟 Web IDE 一样加载代码、运行代码、修改代码、生成代码。 编辑器的内部实现中,像 IDE 的实现一样用到各种数据结构和存储,对于「全码」通用搭建,要注意这些内部实现是不应该让专业代码被整体「配置化」的,不能降级成一种领域模型,成为变相的 DSL(这种内部 DSL 也很容易「泄露」出去变成 API)。 星夜编辑器加载和运行的,是全量、完整的项目代码,而「修改」的对象和方式有两类。一类虽然也是项目代码的一部分,但本质是模式化、标准化的胶水代码,专业开发者需要从这种代码的开发工作中解脱出去,这种代码的实现过程是适合「低/无码化」的。还有一类属于「不可避免的复杂性」,应该让专业开发者可以完全掌控,用专业研发体系的完整能力,在 Web IDE 或本地开发环境里手工实现和维护。 3.5 搭建任意应用 「全码」通用搭建带来的最重要的新能力,就是真正能做到「通用」,可以用于实现「任意应用」。 以星夜为例,首先星夜不止是「前端搭建」,既支持「界面驱动」,也支持「模型驱动」(比如 CMS 建模、流程编排、引导搭建等),由于 MWA 是前后端一体化的全栈工程方案,星夜生成的应用代码里同时包含后端和前端业务逻辑,可以独立部署和运维。 另一方面,星夜编辑器就像 Web IDE 一样,只是提供了一个「舞台」,只提供「机制」而不提供「策略」,也就是说编辑器本身具备各种能力,但不决定具体的搭建用法,而是由「物料」(比如 UI 组件)来决定用法。编辑器会根据「物料」的代码、接口描述等信息,自动生成不同的 UI 和交互。 因此任何前端开发者都可以通过开发和维护不同的「物料」体系(比如不同的业务组件库),在星夜上提供针对不同用户类型、不同垂直场景、不同复杂程度的搭建能力、用法、工作流。 由于「全码」通用搭建跟专业研发体系无缝结合,所以专业研发体系能做什么,星夜就能做什么。前端开发者也可以随时直接「介入」星夜中的应用,直接自定义代码满足任意非模式化的、一次性的需求。 列举几个在字节内部支持不同场景的例子。 第一个例子是网站场景,火山引擎官网让产品经理和供应商使用星夜自助搭建和维护自己的产品页面,发布时自动作为微前端子应用,嵌入到前端团队维护的 MWA 工程里,自动用 SSR 方式运行。在星夜中和 MWA 工程中使用相同的官网业务组件库,组件在星夜中的用法,面向不写代码的产品人员设计。 第二个例子是活动场景,运营用星夜编辑器搭建今日头条和西瓜视频端内端外的活动和 Hybrid 界面。使用的组件库、组件的用法都完全不一样,组件中包含跟 CMS(运营平台)相关的业务逻辑。可以看到编辑器本身也有面向这个垂直场景的自定义。 第三个例子是中后台场景,由后端开发者搭建,涉及更灵活的逻辑编排、大型的 CRUD 业务组件,连接自己实现的服务器端 API 等。 第四个例子是数据大屏场景。这些例子中的用法,都是业务部门的前端开发者自己提供的,针对自己工作中的垂直场景做提效,形成解放开发者的新工作流。而星夜这种「全码」通用搭建解决方案,除了普及这种提效能力和工作方式,也追求把这种工作的成本降到跟开发者原本在专业开发工作中做沉淀积累的成本一样(或更低,比如通过物料生态建设的支持)。 3.6 「低码中台」 最后讲一下「全码」通用搭建能实现的「低码中台」模式。 前面讲「应用开发领域的关卡编辑器现象」时有提到过,很多业务场景下开发自己专用的低码搭建平台或在自己的平台里提供搭建功能,是很正常、不可避免的需求。有很多让这些项目基于一套通用「协议」的尝试,目前为止还没有真正意义上成功的例子。「全码」通用搭建由于不受领域建模的限制,基于标准化的专业工程体系,工程体系本身就是「协议」,所以从一开始就能实现「低码中台」能力。 所以星夜的设计、实现和实践验证过程,本身也是在做「全码」通用搭建这种模式的中台化工作和生态建设工作,降低采纳这种模式的成本。 总结 这次分享介绍了现代 Web 研发体系中的「低码 Web 开发管线」和「低码搭建」部分,在研发体系的支撑下,「低码搭建」的新模式和新能力,可以称作「全码」通用搭建。 而图上左边蓝色部分,已经作为 Modern.js 项目开源出来,既希望能加快「现代 Web 开发」中「元框架」和工程体系的发展,也希望通过支持「全码」通用搭建,一方面为专业开发者「赋能」突破提效天花板,一方面推动越来越多有软件需求的全民开发者(Citizen Developer)们获得 「赋权」,在这个「软件统治世界」的时代,让更多人能掌控和解决自己的需求。 Modern.js 目前刚起步,还有很多地方要做到位,期待更多人参与建设和实践。}


张丞
编辑
石亚琼
封面来源|IC photo
前言
本文是智能制造系列研究的第三篇,前面《智能制造走向深水区》提出装备和工艺智能化和仿真促进正向设计是智能制造发展的两个重点,《锂电装备二十年进化史》以锂电产业中锂电设备的行业发展为例,梳理总结了装备制造业自身的发展规律以及对下游行业的支撑作用。本文我们仍将以锂电池行业为例,阐述仿真技术在锂电池行业的发展现状和发展趋势、仿真将如何促进正向设计等方面,并希望和读者朋友们探讨国内锂电池CAE软件未来发展的突破口。
当企业进行原创性的研发设计时,特别是整个产品体系需要从头创新或有很大变革时,就需要根据需求目标进行正向产品设计,通常会需要耗费大量的物料和人力进行制样测试,仿真的意义和作用就在于帮助企业尽可能减少制样测试的次数,避免盲目试错,获得更优的设计方案。仿真软件的发展是以人为核心,围绕着帮助仿真工程师以及非专业相关人员更好、更快地正向设计出最佳的产品工艺方案这个核心。
工业仿真软件的涌现依赖于制造业的发展,一个新兴制造业的发展必将带动相关设计仿真技术的进步,从而孕育出新兴工业软件,而设计仿真的进步又将反过来推进行业整体的发展。目前锂电池发展已经出现了多条技术路线,对能量密度、功率密度、寿命及安全性的要求越来越高,而耗时长、成本高的实验试错研发方法越来越难以适应下游市场的需求,因此需要在设计仿真方面实现较大的突破。同时,我们注意到电化学理论仍在不断发展,一些相对新兴的数值模拟算法也逐渐应用到锂电池仿真领域,这些条件为国内锂电池CAE仿真软件的发展提供了较为有利的条件。
下文中我们将先从锂电池仿真技术现状和前沿发展趋势展开,接着分析开发CAE软件所需具备的功能特点以及CAE软件当前的发展趋势,并结合以上两方面详细阐述国内锂电池CAE软件未来发展的突破口。文章结构要点如下:
现有锂电池仿真技术现状及相关商业软件
锂电池仿真技术前沿发展趋势
多尺度仿真
数值模拟算法
CAE仿真软件发展趋势
功能和架构
多物理场耦合、多尺度仿真
全流程协同
云仿真及SaaS
国内锂电池CAE仿真软件的突破口
建模及数值模拟
工程经验积累
开源是否适用于国内CAE仿真软件发展
锂电池CAE仿真软件市场分析
展望
一、锂电池仿真技术现状及相关商业软件
目前锂电池仿真模型主要为以Newman伪二维(P2D)模型为主的电化学模型、等效电路模型和热电耦合模型这三大类,此外还包括电化学-力学耦合模型等。
其中以Newman伪二维(P2D)模型为代表的电化学模型主要用于电极与单体电芯的设计和性能仿真,通过一系列偏微分方程组来描述锂离子电池内部发生的电化学反应,包括锂离子固液两相扩散、电解质中锂离子的迁移、固液界面的电荷转移等过程。P2D模型包括以下6个方程:
基于Fick第二定理的固相扩散方程
液相扩散方程
固相电势方程
液相电势方程
电荷守恒方程
Bulter-Volmer动力学方程
等效电路模型是将电池简化为电路网络来描述电池,结构简单,参数辨识复杂度和计算量小,是目前电池管理系统开发和电池在线状态估计领域应用最为广泛的模型。
热电耦合模型,是充分考虑了电池产热温度对电化学过程的影响,可以对电池电化学过程和性能进行更精准的模拟,可以用于电池单体、电池模组的热管理仿真。
目前市场上的锂电池仿真软件内置的机理模型大都包括以上三种仿真模型。主流的仿真软件包括COMSOL、Autolion、西门子的BDS和star-CCM+、达索的Abaqus以及ANSYS Fluent。下面将简要介绍这些软件。
COMSOL
COMSOL是一款可以实现多物理场耦合仿真的软件,电化学建模方式包括基于均质多孔电极结构的模型和基于非均质的模型,可以建立从零维到三维的电化学模型(或者称之为准三维模型),可以建立从极片级别到电芯级别到模组级别甚至到系统级别的仿真,并且可以和温度场、流场耦合,同时软件也包括了等效电路模型。
值得一提的是,COMSOL软件具有自定义控制方程的功能,这对于做锂电池的仿真是很有必要的,比如容量衰减机理目前可能还没有一些定论,没有非常标准的经验模型或者方程模型去描述这个过程,这时仿真人员可以根据自身的经验或者查阅文献自定义添加修改控制方程进行仿真求解[1]。
COMSOL软件建模方法
Autolion
该软件原先属于EC Power公司,后被Gamma Technologies公司收购。EC Power创始人王朝阳博士是宾夕法尼亚州立大学终身讲座教授,目前正在研究锂电池驱动的飞行汽车。AutoLion建模方式包括了经典的电化学模型、等效电路模型,同时还提供一个电化学-力耦合的膨胀模型,该模型能够预测电池因活性颗粒材料在锂化过程中产生膨胀导致内部应力变化的情况。AutoLion还配置了电化学材料数据库,以此减轻实验室测试电化学性能的负担。
BDS及STAR-CCM+
BDS软件功能
Battery Design Studio简称BDS,BDS是一款电芯设计软件。BDS的特点是,在电极层面支持输入基于SEM扫描重构几何模型和随机构建的虚拟几何建模,
同时BDS还可以与STAR-CCM+中的BSM模块联合实现电化学和流/固体传热的双向强耦合分析,可以用于涂布辊压工艺仿真和热管理仿真。STAR-CCM+的流体仿真功能也支持模组和系统级别的设计需求。
与COMSOL不同的是,BDS不支持用户自定义修改控制方程,模型是固定好的,所以对于锂电池这个机理模型还在不断发展的领域来说,用户使用的友好度和适用性就相对弱了一些。
达索
达索电池相关仿真软件
达索由于过往收购的工业仿真软件很多,因此能拿出来很多不同软件形成一套从电芯到模组到系统级别的仿真解决方案。电芯设计方面是由Abaqus支持,Abaqus最新版本中的电化学模型是基于扩展的三维多孔电极理论 Porous Electrode Theory(PET) Newman本构模型。Abaqus本身在结构物理场上优势也在锂电池仿真中加以应用,可以通过热-电化学-结构多物理场耦合来对电芯3D模型的热电化学结构特性提供定量的仿真模拟,预测电芯的温度、电流、变形之间的耦合效应,避免电芯变形过大造成内部短路,还可以对电池模组、电池包的振动和冲击、跌落进行分析。PowerFLOW可以对动力电池的热管理问题进行瞬态精确模拟。
ANSYS
ANSYS电池仿真软件
ANSYS强项在结构力学和热管理的流体仿真,对于电芯本身的电化学反应仿真能力相对而言较为薄弱,没有提供独立的电芯仿真软件。在流体仿真用于热管理方面,ANSYS可以提供ROM降阶模型以缩短仿真计算时间,精度与经典的三维CFD方法接近,对于设计控制策略和开发BMS系统有较大帮助。
小结:总体上看,现有电池仿真软件仿真覆盖的尺度多集中在电芯及模组系统方面,对于电化学过程的仿真能力上存在一定的瓶颈,在业界部分设计实践过程中很难提供有效的指导,而突破这些瓶颈需要结合锂电池电化学模型的理论创新来实现。下面我们就会介绍锂电池仿真技术前沿发展趋势。
二、锂电池仿真技术前沿发展趋势多尺度仿真
现有的电池研发方式是以实验为主导的,通常需要耗费大量的人力、物料、测试机器等成本,测试和验证的周期很长。同时,现有的实验试错方法很难完全控制某个单一变量,也很难考虑到多个因素共同作用下的影响机制。而锂离子电池本身是一个复杂的电化学系统,电池性能受到多个尺度、多个物理场内不同因素的影响,而且这些因素往往是互相耦合的。
因此,提高锂离子电池的性能、合理优化电池材料和结构上的设计,就需要系统地研究电池内部各物理场的耦合作用机理,从多尺度范围上深入理解电池运行机理,建立数学物理模型,并通过数值模拟仿真技术,在电池材料本征特性(微观原子、分子层面)、活性材料颗粒、极片、电芯以及电池模组、电池包多个尺度上进行仿真模拟和设计优化。
下图展示了从材料探索到系统设计的多尺度设计和模拟[2]。
图 锂离子电池多尺度设计和模拟概况[2]
宏观尺度上电池模组、电池包及系统的仿真模拟发展相对成熟,下文中我们重点探讨微观尺度和介观颗粒尺度以及电芯尺度上的前沿进展。
微观尺度上,原子、分子层面主要采用的理论方法包括基于密度泛函理论的第一性原理计算(DFT)、分子动力学(MD)、蒙特卡洛模拟、相场模拟等。
其中,DFT常用于计算电极材料的结构稳定性、嵌锂电位、迁移路径及锂离子传输动力学和脱嵌锂相变等性质[3]。但是目前可以模拟的原子数量较少,和实际情况的匹配度还不够高。
分子动力学可以获得原子的位置和运动速度等信息,可以揭示材料中离子的扩散机制,特别是在探测电解液溶剂化结构方面具有天然优势,而离子电导率和介电常数也与电解液结构相关[4]。因此目前业界会使用分子动力学等方法来进行新型电解液开发时的初次筛选,即先确定一个大致的范围,之后再通过实验等方法进行精细的筛选,一定程度上缩短了电解液的研发设计流程和周期,可以节省一定的研发成本。但目前仍然要解决计算模拟成本较高、界面反应机理模拟仍很有限等问题。
在原子分子层面的计算材料模拟,国内不少高校课题组开展了很多工作,有的也开发出相应的仿真模拟软件,比如北大深研院潘锋教授团队自主开发了基于 GPU 高通量计算集群的第一性原理计算程序 PWmat,相比于VASP软件,计算速度更快[5];华东理工大学团队开发的软件可以介入电极电解液界面反应的尺度,帮助筛选电解液[6]。
从颗粒尺度上看,在材料开发和改性的基础上,材料组分已经确定的情况下,优化电极的介观结构成为提高电极及电池性能的方法途径之一。因为即便是同一种类的正负极材料, 如果材料的微观结构不同,宏观上表现出来的电池性能也会不同。
如果想要深入研究电极结构对性能的影响,凭借现有的P2D模型无法做到。因为Newman的P2D模型的假设基于体积平均法,这种方法对电极复杂微观结构进行了简化,将锂离子电池多孔电极固液两相看做一种均匀介质,这使得模型忽略了电极内部反应速率不均匀性等问题,仿真的范围受到限制,因此无法进一步探究多孔电极介观微结构对电池性能的影响。
目前许多介观的电极结构模型和表征成像技术陆续被开发出来[7]。模型构建方法一般分为两类,一类是把电极颗粒采用随机堆叠方式构建出虚拟电极结构,逐步逼近电极真实结构,一般被称为颗粒堆叠模型,随机堆叠方法包括蒙特卡洛法等。FANG利用非均相的电极结构来计算等效参数,提出了扩展均相多孔电极模型,可以建立负极区域颗粒粒径分布与电池倍率性能之间的关系,并且因为没有直接基于非均相结构进行仿真,节省了计算周期和成本[8]。类似的,还有研究建立了二维的团聚体颗粒堆叠半电池模型[9]。
另一类是基于高精度层析成像技术如nano-CT、SEM等,获取真实的电极二维形貌图像后再重构出电极材料的三维微观结构,一般被称为几何重构模型。三维几何重构模型可以考察电极孔隙率和曲折系数的关系,探究不同的孔隙率对锂离子传输过程的影响[10]。
此外,还可以借助相场模型在电极颗粒尺度研究锂离子嵌入和脱出过程中的传输行为、应力变化规律,这对设计优化电极微结构来提升电极的倍率性能,即快充性能具有重要指导意义[11]。
通过材料颗粒尺度的三维重构结合锂离子电池电化学模型,可以更直观的研究锂离子的浓度分布、电势分布与电极介观微结构间的关系,相较于P2D模型其仿真结果更加贴近实际。比如构建包含颗粒尺度的三维异构电化学-机械模型,该模型能够同时考察颗粒尺度以及电极尺度中的电化学-机械耦合过程,可以辅助不同材料体系下活性颗粒和电极层结构设计[12]。同时由于考虑到颗粒尺度,这种基于颗粒尺度的电化学模型可以更好地和制程工艺相结合。
已有研究系统梳理了电极结构的孔隙率、迂曲度以及导电剂、粘结剂分布会如何影响电极和电池的电化学性能,总结了微结构-工艺-性能的关联关系,以及用哪些方法来优化电极介观微结构[13,14]。
图 锂离子电池电极制造工艺-微结构-性能关系[14]
但更为关键的是,需要建立电池性能与电极微结构以及工艺参数之间模型化的表达,比如正负极材料特征参数(颗粒结构、D10/D50/D90粒径指标、石墨负极的焦原材料等)、极片结构参数(极片孔隙率、孔隙分布、曲折度)与电池倍率性能、能量密度、循环次数之间的关联,能否建立相应的数学物理模型,并以此为基础开发一套仿真软件系统或者叫平台,来系统地指导材料选型与电极设计。
这方面欧洲的Alejandro A. Franco团队做了一系列的工作,建立了一个模拟锂离子电池制造过程并预测其电化学性能的多尺度仿真平台。该仿真平台涵盖了电极介观结构生成、网格划分、有限元或有限体积以及格子玻尔兹曼(LBM)和离散元(DEM)的数值模拟仿真应用[15]。
该平台采用粗粒化分子动力学(CGMD,coarse grained molecular dynamics)模型用于浆料制备和电极干燥过程介观结构的生成,从电极制备工艺追溯模拟电极介观的生成,而不是通过前述的两类模型构建方法,因为成像技术或者模拟产生的介观结构并不是电极的全貌,一般都是根据电极样品的平均特性来表征电极特征。而且CGMD模型考虑了活性颗粒(AM)和碳胶相颗粒(CBD),可以评估CBD的空间位置及其对锂离子传输效果这两点对于整体电化学性能的影响[16]。
图 多尺度仿真平台
干燥后的电极介观结构会再通过离散元法(DEM)来模拟辊压工艺过程、LBM(Lattice Boltzmann Model)来模拟注液过程,分析辊压和注液对电极介观结构的影响,包括孔径分布、迂曲度和颗粒排列等。最后,利用有限元或有限体积法进行单体电芯尺度上的电化学仿真。如此基于3D电极介观结构建立电化学模型,可以分析电极辊压程度和注液过程对宏观电化学行为的影响,可以建立辊压和注液工艺、电极介观结构及电池整体性能之间的联系。从而帮助设计优化材料选型、电极结构和工艺过程[17,18]。
Alejandro A. Franco团队还开发了电池数值模拟前处理中的网格划分工具,该工具内置了基于MATLAB开发的体素化网格划分算法,可以将输入的三维电极介观结构(无论是扫描还是重构得到的)离散成若干个四面体网格,之后网格可以输入到COMSOL中进行宏观尺度上的有限元仿真模拟。INNOV划分网格时可以充分考虑孔隙以及活性材料颗粒(AM)和碳胶相颗粒(CBD)的状态,而不是简单的把AM和CBD简化为一个相。INNOV还可以用来生成全固态电池的结构模型[19,20]。
图 INNOV网格划分算法工作流程
此外,该团队还综合利用DoE试验设计(Design of Experiement)、仿真模型和机器学习算法的混合建模方法,来预测材料、电极制造和电池性能之间的最佳组合。即将DoE试验和仿真模型得到的结果,经过一个数据驱动的随机电极介观结构生成器扩大样本,再将这些样本用于训练机器学习算法,以求得到制造工艺参数与电极性能之间的关系。有效评估辊压压力、电极组分和初始孔隙率对极片孔隙曲折度、离子/电子电导率等电极微结构特征的影响,进而发现其对电池电化学性能的作用规律[21]。
单体电芯尺度上,可以结合前述颗粒尺度模型进行全极片的仿真分析,分析极片层级的不均匀性对电池热分布、寿命及安全性的影响。针对电池热管理,建立更高保真度的电化学-热耦合仿真模型,以此进行电池结构优化设计及其热管理系统设计。此外,为了深入了解电池老化机制,学界也在持续构建新的电化学-力学耦合模型和析锂模型等。
小结:
提升锂电池正向设计能力需要从材料-结构-工艺-性能这个四面体关系出发。材料基因组、DFT、MD等方法更多是从材料本征特性出发,筛选出新型正负极、电解液以及粘结剂等材料,开发新的化学材料体系,满足新型电池能量密度、功率或者安全性上的要求。颗粒尺度则更多是从电极微观结构出发提高电池整体性能,并且可以与加工工艺结合,优化工艺参数,实现设计与制造两端协同优化。
之前所提到的COMSOL等多个商业仿真软件都是在单体电芯及模组和电池包这些宏观尺度上运用有限元FEM、有限体积FVM等方法进行仿真模拟。而锂电池仿真模拟的前沿方向是要向更微观的层面探索,基于从微观、介观上发现的电化学机理来构建更为精准的数学物理模型,进而开发仿真模拟软件。这一点是国内锂电池CAE软件发展最重要的突破口之一,我们将在下文中继续探讨。
数值模拟
数值模拟是求解理论模型的方法手段,目前一些相对新兴的数值模拟技术被用来探究介观尺度上的电化学反应过程机理[22],同时一些模型降阶、时间离散等计算加速方法也被应用进来,以达到兼顾模型精度和计算效率的目的[23]。
数值模拟算法方面,LBM可以用来研究电极介观微结构对于电池电化学性能的影响。比如利用LBM模拟锂离子和电子的传输过程,研究极片颗粒粒径和孔隙率对锂离子浓度分布和放电深度的影响[24],以及模拟电解液在一个3D锂离子电极模型中的浸渍过程,考察电极结构对电解质润湿速度的影响[25,26]。相较于FEM/FVM,LBM网格生成效率更高,支持解决复杂的几何形状、边界条件和多孔介质,其在多相流多组分仿真的优势可以在电极介观尺度上发挥出来。
而且LBM这种算法本身就具有极强的并行计算能力,支持并行数据分析,非常适合于现有的并行计算集群,可以将LBM和并行计算硬件资源结合起来,进一步加快模型求解速度。
计算加速方法方面,有学者提出一种准显式非线性多尺度电池模型GH-MSMD,以提高先前开发的MSMD的计算速度,在时间离散的方法下,无需传统计算方法中的嵌套迭代,该模型可以在颗粒、电极、电池以及电池模组的尺度上进行仿真[27]。
还有学者使用降阶的多尺度多维模型(MSMD),采用基于伽辽金投影法的模型降阶方法,降低了计算的复杂性,并通过实验数据验证该模型的高保真度,结果表明,该MSMD模型的计算复杂度显著降低,并且提供了高精度的电化学和热性质分布情况[28]。
三、CAE仿真软件发展趋势
CAE仿真软件一直在不断发展,一些重要的发展趋势值得国内CAE软件公司参考。如果在锂电池领域开发国产自主的CAE仿真软件,除了具备前文中所提到的需要将前沿电化学理论参数化表达,如果进一步形成系统的代码以及开发相应的仿真软件,依然需要符合CAE软件开发的一般规律,开发出来的软件产品需要具备比肩甚至超越国外CAE软件的性能。下面先就CAE软件的产品模块和功能特点进行分析。
功能和架构:
从大的方面来说,CAE软件通常是综合了数学、物理、电化学等多学科理论基础、计算机科学、工程应用实践三方面的知识。对于现实客观世界的建模通常依靠物理、电化学等基础学科理论,深入理解描述物理、电化学等过程的原理理论。原理理论的开拓通常需要无数数学家、物理学家、化学家以及科研工作者持续的探索和归纳,不断提出对客观规律更为精准的描述方法。电化学过程目前普遍采用Newman提出的伪二维模型来描述,遵循电荷守恒和物料守恒。流体仿真中描述流动的底层物理规律是动量、质量守恒,其中N-S方程被用来描述动量守恒过程,连续性方程描述质量守恒。每一种物理场都可以用若干模型和方程来描述,当涉及到多个物理场时,还要建立耦合模型,构成偏微分方程组再进行求解。
这些现实客观世界的建模所设立的方程通常为偏微分方程,从这一点来说,偏微分方程是人类用来描述客观世界的工具,而CAE仿真软件就是要通过计算机科学技术来实现对客观世界的建模、求解、结果展示以及优化设计。
CAE软件从产品角度来看有三个重要的组成部分,分别是前处理器、求解器和后处理器。后处理器用于展示CAE求解结果,这里通常运用计算机图形学技术来开发。CAE软件的核心在于对现实现象的精准建模以及实现高保真度的数值模拟求解。CAE软件的仿真质量和数值模拟的质量直接相关。
数值模拟计算一般分为三个环节:网格离散(网格划分)、边界条件设定和求解过程本身。数值模拟求解的核心在于网格离散和数值算法,因此前处理器中的网格划分模块和求解器是CAE软件中最为关键的两个部分。
首先,数值计算需要输入高质量的网格数据,否则就会是“garbage in, garbage out”,网格剖分的好坏直接决定了仿真质量的高低,因此网格生成的算法技术非常重要。而且网格生成的密度还要结合实际工程应用场景,平衡计算精度和计算效率。目前实际仿真场景中前处理仍主要依靠人工处理,处理时间较长,往往40%左右的时间都花在网格处理上面。目前业界主要通过自适应网格加密划分技术和AI来提高前处理中网格划分的效率。
求解器的开发实际上是运用C++/Fortran等语言将数值计算方法编写成软件程序,求解过程就是求解程序在硬件上运行,求解的对象是基于网格数据生成的大规模线性方程组。求解器的鲁棒性和收敛性至关重要,计算求解如果很容易发散,得不到收敛的结果,那么开发出来的仿真软件市场反响就不会很好。目前很多数值计算方法已经相对成熟,比如有限元法、有限体积法等,这些也都是现有商业软件广泛应用的数值方法。而面对电池领域尚未得到很好解答的一些问题,比如涉及到介观尺度方面的仿真模拟问题,就可以运用一些相对新兴的数值解法如LBM、SPH等,这在前文中已详细介绍过。
另一方面,实际仿真过程的计算时间有可能长达几天甚至几个月,仿真工程师都希望仿真的速度能够进一步提升。目前业界在通过降阶模型(ROM)和高性能计算等技术来缓解“仿真计算速度焦虑”。
简要总结一下,自主开发的CAE软件需要具备的功能特点:
前处理器:支持生成多种网格类型(四面体、六面体等等),易用性好,划分速度快;图形界面操作方便,交互页面简单易懂、方便工程师快速设置求解模型的多种边界条件。
求解器:收敛性和稳定性,不容易发散;计算速度快、计算精度高,误差小
后处理器:图形引擎稳定性高,可生成各种后处理图形和动画,可视化效果好
除了软件产品需要具备上述功能特点,技术支持团队要能提供高质量的仿真应用支持服务,要保证仿真软件应用效果和用户应用体验,以此保障交付和订单的可持续性,特别是在工业仿真软件也在向SaaS转变的趋势下。要搭建完善的客户交付体系,在用户培训、软件试用以及技术支持的各个环节都要能快速响应、解决问题。
多物理场耦合、多尺度仿真
仿真已经从单一物理场仿真演进为多物理场耦合仿真,考虑两种或多种物理场的交叉作用和相互耦合,多物理场耦合仿真会涉及到模型交互、几何网格匹配、求解等多种挑战。以电池为例,就涉及到物理、电化学、流体、机械结构、电磁兼容等诸多物理场。
未来仿真不仅仅是多物理场耦合,也将会是从材料到系统层次覆盖多尺度的,和前述我们分析电池仿真类似的还有半导体仿真,半导体器件仿真也在将器件性能与材料特性联系起来,系统研究材料、几何形状以及工艺的变化将如何影响器件的电学性能,以此优化器件设计。应用材料公司在2021年提出Materials to Systems Co-Optimization,希望实现从材料到系统的多尺度协同优化,以此确定最佳工艺路线和参数(覆盖前道、中道及后道中多个工艺环节)。
国外工业软件大厂也在多尺度仿真上早有动作,2014年达索收购acclrys,现更名为BIOVIA,BIOVIA主要侧重生物科学。2020年西门子收购了计算化学公司Culgi,Culgi软件可以提供量子化学和分子模拟功能。
全流程协同仿真与测试协同
仿真是企业研发的重要一环,除了提供高效的仿真分析,仿真软件还要提供仿真流程与数据管理平台,有效管理海量的、不同类型的仿真文档和数据,建立分析文档与产品模型的对应关系,帮助企业建立专有的仿真知识库和流程规范,提高对仿真知识、流程的可复用程度。
研发不仅仅是仿真。研发过程中仿真-测试共同产生的海量数据蕴藏着重要价值,因此工业仿真软件不仅仅要沉淀工艺经验知识的仿真数据,还需要沉淀研发管理、设计仿真的数据管理经验,将设计-仿真-测试全流程标准化。
仿真软件除了要提供杰出的仿真技术为设计提供指导依据外,还可以深入研发测试环节,提供仿真-测试的综合服务。比如西门子2012年收购的比利时LMS公司,就是一家可以为汽车企业客户提供NVH方面综合的仿真-测试解决方案。LMS提供了测试所需要的软硬件产品,其中就包括测试数据管理系统,可以最大限度地减少客户处理测试数据和创建报告所花费的时间,帮助客户提高整个组织的协作效率。
研发数据管理问题对于电池企业愈发凸显,由于电池研发本身是一个复杂工程,研发过程中会产生的TB级以上的数据量,如何有效地管理这些研发测试数据,为数据分析和引入AI算法做好基础工作,是目前电池及电池材料企业研发管理需要解决的一个重要问题。
目前多数电池及电池材料企业仍然主要以纸质或者借助简单的Excel表格存储管理研发数据。少数头部企业通过上线研发试验管理系统来提高研发数据管理水平,保证测试数据的可追溯性和可重用性。在部分电池企业,这类管理系统会覆盖电池常规测试、电池表征测试、电池失效分析等方面。少数材料企业希望以此实现材料包覆、预锂预镁等工艺的研发测试管理数字化。电池及材料企业都希望借此提高研发效率、降低研发运营成本[29]。
仿真软件还可以增加与测试数据的对比以获得更好的工程洞察力。比如西门子的Teamcenter就包括创建虚拟传感器的技术,客户可以在难以放置真实传感器的区域获取数据,Teamcenter内置的数据管理软件可以汇聚企业测试得到的真实数据和仿真数据。通过将设计、仿真和测试数据汇集在一起,在软件中创建验证序列,企业客户可以快速定位问题、更好地评估设计方案。
材料数据库
仿真不可避免会涉及到各种材料,所以部分仿真软件配置相关的材料数据库,比如COMSOL和ANSYS,以ANSYS为例,ANSYS于2019年收购了Granta Design公司,并将它重组为ANSYS的材料事业部门。Granta Materials同时融合了多种标准材料数据库,能够为产品设计提供丰富的材料数据信息。这些数据库涵盖了通用材料、航空航天、塑料、医疗器械等多个领域。同时支撑企业自有数据录入。
总结一下,仿真软件公司介入研发测试数据管理具有很强的重要性:研发数据很重要富有研发价值;仿真-测试综合服务有利于为客户提出更多有价值的研发建议,提高客户粘性;未来引入AI和计算材料学方法需要良好的数据基础。此外,仿真软件会配置相关材料数据库来减轻企业仿真负担、提升仿真精度。
对于国内锂电池领域的仿真软件公司来说,可以在提供电池测试数据管理功能模块的基础上,通过建立电池表征管理和电化学参数库,实现电池测试数据和材料数据的结构化存储,为之后将测试数据和仿真所需参数结合起来打好基础。统一的研发数据管理分析平台,为用户提供自动化、标准的测试和仿真分析报告,帮助电池企业实现电池研发数据的全过程追溯,以及跨部门、跨组织的研发协同。
而且电池研发也会涉及到种类繁多的金属和非金属材料,不同供应商提供的同种材料、不同工艺制备出来的同类型材料都可能在材料属性特征上存在差异,加上掺杂、包覆等多种工艺,使得电池材料的管理也非常复杂。电池仿真软件如果能够帮助企业有效管理研发所用到的材料数据,综合企业内部的试验、设计、历史积累数据和企业外部材料信息数据资源,最终形成一个覆盖范围广泛的企业级电池材料信息管理系统,帮助企业更加方便地获取准确的材料数据,将有效提升企业电池研发仿真精度与效率。
设计仿真与制造工艺、产品运行等环节的协同
整体上看各行业仿真与制造工艺的协同趋势已然显现,其中以半导体的DTCO为代表,这种协同不单单是一个企业内部跨部门、跨组织的协同,甚至有可能是跨上下游的协同,因此需要第三方的工业软件公司来承担起作用。锂电池领域设计仿真与制造工艺协同也有所发展,但是需求主体和强烈度、发展节奏和成熟度与半导体行业DFM和DTCO的有所不同。
一个好的设计必须要考虑制造环节的工艺过程,而设计与工艺的协同就需要导入仿真技术,特别是对于工艺变化很快的领域。以动力电池为例,工艺变化速度较快。目前实验验证的试错法又无法全局考虑问题,会导致制造现场不断调整参数。而且新方案测试耗时也很长。一个新的材料新配方去做验证可能需要12个月左右,导致新产品开发和产业化节奏较慢。因此,必须导入仿真技术,实现设计仿真和制造工艺的协同,加速推动产品的正向设计。
目前面向制造工艺的仿真技术有下图中所列的五大类[30]:
面向制造工艺的仿真模型
同时,仿真要实现与设计、制造、运行的全流程协同,在产品设计、生产工艺、质量测试、实际运行乃至产品回收等各环节都要进行相关仿真。这就意味着,不仅仅是在设计仿真过程要建立数字化的模型,而是要形成一个全生命周期的数字化模型,不断逼近物理实体状态,辅助实际决策。以电池为例,除了单体电芯级别的仿真模型之外,还需要将从电池到PACK到电池管理的仿真融合起来。这对仿真的实时性、精度和效率都提出了非常高的要求。
仿真要融入产品实际运行的环节过程中,就要与实际业务的应用场景紧密结合,比如通过工业物联网技术采集实时数据,再通过仿真技术实时提供仿真预测,辅助实际业务的决策。例如在电池领域,就可以考虑将电池实际运行的工况数据纳入仿真体系中来,除了用于实时的寿命预测和健康管理之外,还可以将老化数据与仿真模型进行对照,结合机器学习进一步优化仿真精度,还可以反馈优化设计和工艺。
随着上下游协同性的增强,仿真软件的使用者将从单纯的仿真工程师拓展到工艺人员等其他部门乃至上下游企业。以电池行业为例,可能电池厂的电芯工程师、工艺工程师要和上游的材料工程师、下游汽车主机厂的工程师和设计人员一起在仿真软件上探讨如何优化电芯的设计方案。
仿真反馈设计优化
仿真的目的在于优化产品设计方案,当前仿真、设计与优化三者结合的趋势越来越紧密。仿真软件目前会通过提供多种方案的评估对比,提供仿真结果辅助设计参数的优化,未来将会有更多和业务场景深度结合的优化应用出现。
小结:
无论是多物理场还是多尺度仿真,还是和测试、制造工艺等全流程结合协同优化,目的都是为了增强仿真置信度、加强仿真在研发设计中的指导作用,即让仿真辅助设计优化甚至决定材料的选取、工艺参数的设定、器件乃至系统的设计,这是当前非常重要的发展趋势。
以长安汽车为例,长安汽车对标福特汽车、通用公司建立CAE仿真置信度5级评价体系,第一级为由试验验证设计,不做仿真,第二级为运用仿真预测变化趋势,第三级为仿真筛选优化方案、减少试验次数,第四级为仿真筛选试验,试验只做一次,第五级则是由仿真直接验证设计,无需试验。对照这五级标准,如前所述锂电池行业目前普遍仍以实验试错法为主导[31]。
云仿真和SaaS
当前仿真软件也在逐步走向云端,相较于本地仿真,在云端仿真对于企业用户有以下几方面优势:
对于超大规模模型的仿真,提交到云端仿真可以进行多核并行计算,计算效率提升会非常明显。借助弹性的云计算功能,用户可以根据需要同时运行尽可能多的模拟。此外,用户可以随时按需扩展计算资源。
计算资源来自云端,可以为企业用户节省大量的硬件成本
通过“用户-角色-权限”的授权方式,即为用户分配角色来分配相应权限,可以简化常规的赋予和取消等权限管理,减少系统开销的同时有效保障企业的数据安全
项目所有相关人员都可以在云端软件内实时查看相同的仿真模型数据,有效增强用户之间的协作。
便于企业用户进行分布式存储备份和版本管理
用户可以在任何地点参与仿真操作,提高了办公灵活性
节省软件安装、更新成本
对于仿真软件开发公司来说,选择交付云端SaaS版仿真软件也是一个不小的挑战,会带来以下转变:
SaaS交付的销售价格将会更低,企业短期内收入会承受一定压力。
如果产品体验不佳,用户很可能取消订阅,企业需要拿出比“销售永久license时代”更好的客户交付服务,确保客户使用体验长期维持在高水平。因为这不再是一锤子买卖。
云端页面的交互显示十分重要,这对仿真软件企业在图形渲染、软件架构技术方面提出更高的要求。
近年来越来越多的工程师开始采用云端仿真,根据ANSYS的报告数据,52%的受访工程师表示在设计仿真过程中所面临的最大业务挑战是如何缩短设计周期,为了加速完成一些规模较大的仿真任务,工程师必须要获取大量的计算资源。在2014年的报告中,只有10%的工程师使用超过32个以上的内核,而2021年有44%的用户使用了12个以上的内核并行处理其最大的仿真应用程序,18%的用户使用的内核数量超过36个。中大型公司对多核计算资源的需求表现更为明显。同时工业仿真计算场景已经从单个工作站的单机模式逐渐演变为包含工作站、笔记本、集群和云端的复杂混合环境[32]。
在解决仿真效率问题方面,云技术和HPC(高性能计算)是紧密结合的,HPC硬件部分包括CPU、GPU、NPU等,软件部分主要解决集群资源调度问题。目前云厂商如阿里云,腾讯云等会提供开放式的云端硬件计算平台,将商业CAE仿真软件安装在云端HPC服务器上,按照资源使用时间收费。也有第三方公司如国内的速石科技和国外的Rescale等,比如速石科技就是综合多家云厂商资源和多种仿真软件,为企业用户提供集群运行仿真服务,解决企业资源峰值需求,避免过度投资或者预估资源不足的情况。
国外云端CAE软件公司有Simscale、Onscale、Designworld、Caeplex、Ceetron等,以Simscale为例,其采用SaaS模式进行交付。Simscale希望通过SaaS交付来为用户进一步节省下IT资源的部署投入,为工程师提供另一条更低成本的选择,而不是只能高价购买仿真软件的license。Simscale可以进行多物理场仿真,覆盖结构、热、流体等领域。但是,Simscale的求解器模块采用开源的OpenFOAM和CalculiX,OpenFOAM用于流体仿真,而CalculiX用于结构力学仿真,这意味着Simscale的仿真求解功能有限,只能解决一些基本问题,无法向高端市场跃进[33]。下图为Simscale与其他部署类型仿真软件之间的对比。
Simscale软件特点
国外大型仿真软件公司近年也一直在云端仿真方面持续推进,达索将自身不同仿真领域的软件集成到3D EXPERIENCE平台上,支持4-16核的本地计算机并行计算和云端计算,对于超大规模模型,如果用户想提升计算速度,可以将模型提交到云端计算。
ANSYS在今年4月收购云仿真供应商Onscale,意图将Onscale的云技术与自身先进的仿真求解功能结合起来为客户提供服务,用户通过web就可以访问。ANSYS今年5月还宣布和AWS合作开发基于云端的Ansys Gateway 仿真解决方案,发展云端高性能计算,推出EDA、CAE和CAD云端解决方案。种种动作表明ANSYS似乎想要搭建统一的云平台,把自身各条业务线产品都放到云平台上,客户可以在这个平台上进行设计仿真的所有操作,这一步可以说要比达索的3D EXPERIENCE平台更加贴近云原生。
实现更为高效的云仿真还需要面对很多挑战:仿真协同方面,如何有效应对大规模复杂模型仿真,不同领域仿真模型实现高效耦合;易用性方面,如何集成多种仿真平台工具的并提供简单易用的使用方式;作业运行方面,如何采取有效的仿真应用资源调度方法来提高仿真应用运行效率;网络化方面,未来云端仿真如何更好地和物联网实际数据融合起来等[34]。
面向电池领域的仿真软件也需要考虑利用云和HPC技术来增强用户项目组内部以及和上下游之间的仿真协作、提升用户仿真效率,特别是注重利用云端仿真技术实现电池数据的全生命周期管理。对于仿真软件来说,上云和SaaS是成为行业头部企业的必要非充分条件,技术上的突破才是根本,即要在理论模型和数值模拟算法上立住脚。
四、国内锂电池CAE仿真软件的突破口
一方面电化学建模逐步深入到电极介观尺度,另一方面一些相对新兴的数值模拟技术被用来探究介观尺度上的电化学反应过程机理。国内锂电池CAE软件应当聚焦这两个方面进行突破。同时要使用恰当的模型降阶、时间离散等计算加速方法,兼顾模型的精度和计算效率。
一是不断优化仿真模型及其控制方程,及时跟踪电池仿真在微观、介观尺度上的前沿进展,将精度更好的理论模型内置在软件之中,并开发出适配电池领域的网格划分工具。其次是可以向COMSOL学习,保持软件的开放性,这一点是指在建模阶段仿真工程师可以自定义修改设立控制方程组(偏微分方程组)及其假设条件,而不是只能采用软件内置的方程组。软件不断跟进业界的先进实践经验,通过加强与业界人员的合作来优化迭代自身软件求解器的性能。相较于其他成熟的仿真领域,这一点对于电池领域的仿真软件更为凸显。
求解方法方面注重运用新的求解方法,并将多种数值算法结合起来,比如LBM、DEM、FEM和FVM 结合起来,并注重数值计算方法和工程实际业务场景深度结合。同时工业仿真软件需要权衡精度和效率,这就需要恰当地使用降阶模型、伽辽金投影法、时间离散方法如龙格-库塔法(Runge-Kutta methods)等计算方法,尽可能确保在不损失仿真精度的情况下提高计算效率。
除了理论模型和数值算法,仿真软件还需要注重工程经验的积累,特别是对于电池这一非线性的复杂系统来说。因此,国内锂电池CAE软件公司一方面需要在产品功能上加强与实验测试数据的结合,为设计和仿真人员提供更便捷的仿真服务。这里具体来说,电池仿真通常需要大量参数输入,部分参数需要标定和实验以及文献参考得来,如果积累了大量的测试数据,就可以提供一个丰富的数据库,更加方便快捷提供模拟仿真所需参数,避免因为仿真人员标定出现问题带来较大的偏差,进一步缩短设计验证周期。
另一方面,国内锂电池CAE软件公司需要注重加强与电池企业的合作,更好地积累测试和实际制造的数据,以此优化仿真软件性能,更好地实现设计仿真与制造工艺协同。总之,要充分利用好我国掌握锂电全产业链这一庞大制造规模的优势,因为海量测试和制造数据中蕴藏着巨大的数据优势,利用好这些数据资产,有利于国内锂电池CAE软件公司加速发展起来。
综合本文前述内容,锂电池仿真软件的突破,要实现多尺度、多物理场、全生命周期的仿真服务,同时要利用好工业物联网和云计算技术,将电池的设计、仿真、制造以及使用过程中产生的海量工艺技术、工况数据形成数字化资产。
锂电池仿真软件不仅仅担负着仿真驱动正向设计的功能,也是推动整体锂电池领域研发数字化进程的重要力量。由独立于上下游企业主体的第三方软件公司驱动行业研发数字化、通过标准的流程、功能完善的仿真平台带动,实现上下游研发的网络化协同。
目前国内已经出现一些锂电池仿真软件公司,如易来科得、屹艮科技、鸿阳智能、海仿科技等。
实现电池领域的多尺度多物理场耦合仿真道阻且长,需要多学科人才、知识积累乃至多个细分软件工具的融合,参照COMSOL的发展历程[35](COMSOL产品发布历程 (comsol.com)),这将会是一个长达20-30年的过程。
开源问题
CAE仿真领域有不少开源软件,锂电池仿真领域就有TauFactor、OpenPNM等开源软件。关于开源是否能够加速国产CAE仿真软件的发展,也曾被多次讨论过,这里简要表达我们对工业仿真软件领域开源的看法:
软件开源能否提高国产工业软件迭代升级、向欧美成熟工业软件追赶的速度?
我们目前认为是不能。一般基础软件通过开源获取技术迭代助力的逻辑并不适用于工业软件。首先,工业软件的底层核心在于基础理论和数值算法,这两方面的理论突破和算法创新才能从根本上实现工业软件的技术突破,很难通过无数软件开发人员的使用、贡献代码来提高CAE软件的性能,比如仿真计算速度更快、收敛更好、精度更高。
其次,仿真软件并不是一个互联网研发编写程序时需要用到的基础软件,而是一个受众面相对较小的专用软件,并且仿真软件代码编写的门槛很高,通过开源无法像互联网开源基础软件获得很多程序员的开发助力。
此外,互联网基础软件通过源代码开源吸引广大的开发者,这些开发者多数也会转变为客户,意味着基础软件的开源本身就是一种营销手段,开源基础软件无需付出高昂的销售成本就可以获得大量的用户。但是对于工业软件来说,代码开源并不意味着工程师就会使用这款软件甚至成为付费用户。由于制造业的行业属性,工程师需要选择稳定性更好、仿真质量更佳的软件,免费并不能构成一个富有竞争力的因素。
使用开源软件(组件)可能存在的弊端:
从技术研发角度看,如果前处理和求解器部分采用开源软件,相当于将技术核心命脉交在了别人手中,技术体系的更新完全依赖于开源软件的迭代升级。
从产品功能角度看,工业软件需要具备高可靠性和优异性能,并能与实际工程应用场景深度结合。开源软件通常自身性能和稳定性较低,一旦面对整体非常复杂的大型模型仿真,使用开源软件很可能出现计算不容易收敛或者求解速度过慢等问题。此外,开源软件通常缺乏大量的实际应用案例和帮助文档,可能无法回应仿真工程师的实际需求[36]。
从软件架构角度看,如果在某些功能模块采用开源软件(组件),也可能会出现架构耦合上的问题,软件升级后也会涉及和其他功能模块协同的问题,甚至会需要调整开源软件的架构,如此一来需要投入很多研发资源,结果可能得不偿失,还不如一开始就选择自主研发。
自主开发才是正途。这是一条少有人走的路。或有企业在开源软件基础上二次开发,套上一层壳就宣称自己是国产替代。这种做法只是看上去在走捷径,实际上是选择依附在其他公司的技术体系内,企业并未形成基于自身实际经验的产品原始研发能力。只有当企业以自主研发理念创新、性能先进的商业产品为目标时,企业才可能产生更强的创新动力和学习能力,才能在自主开发产品中突破技术瓶颈、逐渐掌握工业软件的研发能力。
自主开发也不意味着完完全全从头做起,除底层技术需要自身突破外,部分非核心软件模块可以考虑采用已经非常成熟的商业开发工具,比如GUI组件和图形渲染方面。在软件生态上也要加强合作,开放仿真上下游的第三方软件API接口,做好数据兼容,进一步增强软件的易用性和包容性,融入现有的设计仿真工具链中,降低工程师的软件使用成本。
五、锂电池CAE仿真软件市场分析
前文我们从理论、技术、产品三个方面进行了详细阐述,下面从市场侧进行简要的分析。
软件的需求问题:通常电池企业的制样测试周期长达8-36个月,包括物料、测试通道设备、人工等在内的耗费成本甚至可能要上亿元。而仿真软件减少几次制样测试的成本基本可以就完全覆盖掉软件的采购价格,为企业带来的经济效益和投入产出比是非常高的。但是要注意用户对于仿真软件的精度、稳定性要求很高,工业仿真软件不存在所谓明显意义上的中低端市场。
锂电池CAE仿真软件国内总体市场规模可以通过国内锂电池企业数量、软件购买数量和软件单价(单机版)或订阅费用(按年计算)估算获得,如果假定以SaaS形式交付,具体软件购买量可以通过现有锂电池企业仿真人员数量、使用频次及时长估算得到。
从市场用户拓展来看,多尺度以及和制造工艺协同的仿真,可以使仿真软件串联起锂电产业上下游,未来有希望可以覆盖整车企业、电芯企业及电池材料企业。
展望
我国已经建立起了锂电池行业材料-电芯-模组-新能源汽车的完整产业链,中国制造的电池产品远销欧美发达国家市场以及印度等新兴市场,部分电池企业也和国外的主机厂展开合作,将电池制造技术带到欧美,由此可见中国锂电行业已经实现了产品输出和制造技术输出甚至是资本输出。
但是从产业竞争的视角来看,锂电池的设计仿真这一核心技术仍未掌握,现有成熟的商业仿真软件仍属海外公司,国外科研人员和公司也都在加紧开发更加前沿的锂电池仿真技术,希望从源头的设计端突破,重新掌握锂电产业的主导权。所以,掌握设计仿真技术将是我国锂电产业未来发展的一个重要目标。占据正向设计仿真技术这一产业发展的制高点,将有利于推动我国锂电产业从依靠制造优势转变为依靠技术创新优势的发展方式。
锂电池仿真技术无论是在理论上还是数值模拟方法上都存在拓展的空间,这就为国内锂电池仿真软件发展提供了技术研发上的条件和空间,而国内锂电全产业链的庞大制造规模优势,潜在的测试数据规模优势,也为国内锂电池CAE仿真软件的发展提供了丰厚的土壤。新兴制造业发展引发新产品和新工艺开发,进而产生新的设计和仿真需求,为促进仿真软件的发展提供了市场条件。从这个角度上说,锂电池仿真是国内CAE仿真软件的一个突破口。
工业仿真软件发展周期长、开发难度很高,以多物理场仿真软件COMSOL为例,公司成立于1998年,发展到今天也已经走过近30年。开发工业仿真软件需要数学、物理、化学、流体力学、材料科学、计算机技术等众多基础科学和工程科学的科技人才。而且工业软件只有迈向高端这华山一条路可以走,工业仿真软件企业需要从创立之初就秉承着研发高端技术产品的信念,才有可能从小到大、从弱到强发展起来。
唯有技术持续创新发展,才能使产业不断走向繁荣。从原理出发,站在基础科学的前沿上实现理论工程化的实际突破,才有可能真正实现创新驱动的发展。工业仿真软件恰是会承担起这样的作用。
由于笔者时间、视野、认知有限,本文难免出现错误、疏漏等问题,期待各位读者朋友、业界专家指正交流。
文中部分业界观点获得六度智囊支持,在此表示感谢
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